JP2000330043A - 単板式カラープロジェクタ - Google Patents

単板式カラープロジェクタ

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JP2000330043A JP11143194A JP14319499A JP2000330043A JP 2000330043 A JP2000330043 A JP 2000330043A JP 11143194 A JP11143194 A JP 11143194A JP 14319499 A JP14319499 A JP 14319499A JP 2000330043 A JP2000330043 A JP 2000330043A
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mirror
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善元 石川
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    • H04N9/3111Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources
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    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0841Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting element being moved or deformed by electrostatic means

Abstract

(57)【要約】 【課題】3原色の光束を領域を分けて入射し反射するこ
とで3原色のうちの2色又は3色を有効利用し、しか
も、光束のはみ出しによる悪影響を与え無い。 【解決手段】 DMD1の領域Aに入射する光束aは領
域Aの中のあるマイクロミラーがその右上が持ち上がる
方向に傾く時紙面に垂直に反射されて投射光になり、マ
イクロミラーがその左下が持ち上がる方向に傾く時投射
光として使用されない。DMDの領域Cに入射する光束
cは領域Cの中のあるマイクロミラーがその右上が持ち
上がる方向に傾く時紙面に垂直に反射されて投射光にな
り、マイクロミラーがその左下が持ち上がる方向に傾く
時投射光と使用されない。DMDの領域Bに入射する光
束bは領域Bの中のあるマイクロミラーがその左上が持
ち上がる方向に傾く時紙面に垂直に反射されて投射光に
なり、マイクロミラーがその右下が持ち上がる方向に傾
く時投射光として使用されない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルマイクロ
ミラーデバイス及びこれを使用する単板式カラープロジ
ェクタに関する。
【0002】
【従来の技術】カラープロジェクタにおいては、より明
るい大画面表示ができるプロジェクタが求められてい
る。このようなプロジェクタとして、近年、液晶パネル
などからなるライトバルブを3枚使用する3板式プロジ
ェクタが、その設置が容易である、可搬性がよい、高輝
度が得られるなどの点で主流になっている。しかし、ラ
イトバルブはコストが高く、このためライトバルブを3
枚使用する装置は全体としてのコストが高く、しかも、
光学系が複雑で装置が大型化するという問題があった。
【0003】一方、応答速度の高いライトバルブを1枚
使用し、回転カラー円板などにより3原色光を高速に順
次投射して各色のフィールド画像を順次表示し、眼の残
像を利用してフルカラーのフレーム表示を行う色順次表
示方式では、使用するライトバルブが1枚であり、光学
系も単純であることから装置を小型、軽量、安価にでき
るという利点がある。また、3板式液晶プロジェクタで
多く用いられている透過型または反射型の液晶パネルで
は色順次方式に必要な応答速度が得られないため、デジ
タルマイクロミラーデバイス(以下、DMDと称す
る。)や結晶シリコンの上に形成された反射型強誘電性
液晶パネル等のライトバルブが使用される。これらはオ
ン/オフの2つの状態しか持たない2値型のデバイスで
あるため、オン/オフのデューティを、例えば、PWM
(Pulse Width Modulation)制御により行うことで階調
表示を実現している。しかし、カラー円板により光源か
ら白色光の2/3が失われるため、輝度が低いという欠
点を有する。
【0004】もし、ライトバルブを1枚使用した色順次
表示において、光源からの白色光束を分解した3原色す
べてを有効利用できれば高輝度で安価なプロジェクタが
実現できる。
【0005】このようなことから、例えば、米国特許第
5410370号や第5528318号等では、回転プ
リズムを利用した色順次表示方式を提示している。これ
は、白色光源光を赤、緑、青のカラーバンドに分離し、
回転プリズムによりこれらのカラーバンドを移動させ、
ライトバルブ上を走査させるものである。3板式液晶プ
ロジェクタに使用される液晶パネルでは色順次方式に必
要な応答速度が得られないため、DMDや結晶シリコン
の上に形成された反射型強誘電性液晶パネル等のライト
バルブを使用する必要があり、階調表示はPWMによっ
て実現する必要がある。
【0006】しかし、この方式では、カラーバンドを分
離する必要から、カラーバンドの幅が狭く、ある画面に
カラーバンドを照射する時間が短くなるので、PWMに
よって十分な階調を得ることができない。また、プリズ
ムの回転に対しカラーバンドの移動速度が非線形に変化
し、さらに各画素行毎にカラーバンドの色の切替わるタ
イミングが異なるので、非常に複雑なPWMの制御が必
要となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このため、例えば、回
転カラー円板を二重の回転ダイクロイックミラー円板に
することで、光源からの白色光束を3本の光束に分け、
それぞれの光束の色が、緑→青→赤→…、赤→緑→青→
…、青→赤→緑→…と変化するようにし、各光束を1枚
のDMDなどのライトバルブの1/3の領域に照射する
ことで、3原色に分解された光束を全て有効利用できる
高輝度の単板式プロジェクタが考えられる。この方式で
は従来の単板式と同様の照射時間が得られるので、PW
Mによって十分な階調が得られ、照射光の色は一斉に切
替わるのでPWMの制御は簡単になる。
【0008】しかしながら、この方式では3本の光束が
隣りの領域にはみ出すという現象が生じ、この現象が生
じると、光束のはみ出した部分は正しい色が表示されな
いという問題が生じ、この問題を解消するために3つの
領域の間にブラックマスク等を設置してはみ出しを防止
すると3つの領域を連続して1つの画像として表示する
ことができないという問題があった。
【0009】そこで請求項1記載の発明は、3原色に分
解された光束を領域を分けて入射し反射することで3原
色のうちの2色または3色すべてを有効利用でき、しか
も、各光束が隣接した領域にはみ出しても投射される画
像に悪影響を与えることが無いデジタルマイクロミラー
デバイスを提供する。
【0010】また、請求項2及び3記載の発明は、デジ
タルマイクロミラーデバイスを1枚使用した色順次表示
において、光源からの白色光束を分解した3原色のうち
の2色または3色すべてを有効利用でき、これにより高
輝度で低価格化を実現でき、しかも、色表示が確実にで
きるとともに階調制御が簡単にできる単板式カラープロ
ジェクタを提供する。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
反射面に多数のマイクロミラーを配置し、この反射面を
2つまたはそれ以上の領域に分け、隣接する領域のマイ
クロミラーの傾き制御方向を異ならせ、2つまたはそれ
以上の各光束をそれぞれ対応する領域に入射し反射する
デジタルマイクロミラーデバイスにある。
【0012】請求項2記載の発明は、白色光源と、この
白色光源からの白色光を三原色の各色が互いに同じタイ
ミングでは同一色とならないように各色を順次変化する
2つまたはそれ以上の光束に分離する光束分離手段と、
反射面に多数のマイクロミラーを配置し、この反射面を
2つまたはそれ以上の領域に分け、隣接する領域のマイ
クロミラーの傾き制御方向を異ならせ、光束分離手段か
らの各光束をそれぞれ対応する領域に入射し反射するデ
ジタルマイクロミラーデバイスと、光束分離手段からの
各光束をデジタルマイクロミラーデバイスの各領域のマ
イクロミラーの傾き制御方向に合わせて入射させる入射
光路設定手段と、デジタルマイクロミラーデバイスから
の所定方向の反射光を集光して投射する投射手段とを備
えた単板式カラープロジェクタにある。
【0013】請求項3記載の発明は、請求項2記載の単
板式カラープロジェクタにおいて、光束分離手段は、白
色光源からの白色光を三原色の各色が互いに同じタイミ
ングでは同一色とならないように各色を順次変化する3
つの光束に分離し、デジタルマイクロミラーデバイス
は、反射面を3つの領域に分け、各領域毎に各マイクロ
ミラーの傾き制御方向を異ならせたことにある。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図1はデジタルマイクロミラーデバイス
(DMD)1の模式図で、このDMD1の画面を領域A
(左)、領域B(中央)、領域C(右)の3つの領域に
分け、領域A及び領域Cのマイクロミラーのヒンジ方向
と領域Bのマイクロミラーのヒンジ方向を直交させてい
る。例えば、領域Aと領域Cのマイクロミラーが左上と
右下を結ぶ対角線をヒンジとして回転する場合は領域B
のマイクロミラーが左下と右上を結ぶ対角線をヒンジと
して回転するようになっている。
【0015】前記DMD1の各マイクロミラー部はSR
AMの上に正方形のミラーシステムが乗っている周知の
構成で、ミラーシステムを通常の方向から90度回転さ
せて乗せられるようにSRAMの電極の位置を変更する
のみである領域のヒンジの向きを変えることが容易に実
現できる。
【0016】図2は前記DMD1を使用した色順序表示
の動作原理を説明するための図で、白色光源からの光を
2枚の回転ダイクロイックミラーからなる光束分離手段
により3本の光束a,b,cに分離し、光束aは回転ダ
イクロイックミラーの回転に伴い、緑→青→赤→緑と色
が変わり、光束bは回転ダイクロイックミラーの回転に
伴い、赤→緑→青→赤と色が変わり、光束cは回転ダイ
クロイックミラーの回転に伴い、青→赤→緑→青と色が
変わるようにしている。
【0017】前記DMD1の領域Aに入射する光束a
は、領域Aを覆うように図中左下手前から破線の範囲A
´に照射される。そして、領域Aの中のあるマイクロミ
ラーがその右上が持ち上がる方向に傾く時、入射光aは
そのマイクロミラーにより紙面に垂直に反射されて投射
手段を構成するプロジェクションレンズに向かいその画
素がスクリーンに表示されるので、このときマイクロミ
ラーはオン状態となる。すなわち、反射a−ONとな
る。逆に、マイクロミラーがその左下が持ち上がる方向
に傾く時、入射光aはそのマイクロミラーによりプロジ
ェクションレンズに向かわない方向に反射するので、こ
のときマイクロミラーはオフ状態となる。すなわち、反
射a−OFFとなる。
【0018】前記DMD1の領域Cに入射する光束c
は、領域Cを覆うように図中左下手前から実線の範囲C
´に照射される。そして、領域Cの中のあるマイクロミ
ラーがその右上が持ち上がる方向に傾く時、入射光cは
そのマイクロミラーにより紙面に垂直に反射されてプロ
ジェクションレンズに向かいその画素がスクリーンに表
示されるので、このときマイクロミラーはオン状態とな
る。すなわち、反射c−ONとなる。逆に、マイクロミ
ラーがその左下が持ち上がる方向に傾く時、入射光cは
そのマイクロミラーによりプロジェクションレンズに向
かわない方向に反射するので、このときマイクロミラー
はオフ状態となる。すなわち、反射c−OFFとなる。
【0019】前記DMD1の領域Bに入射する光束b
は、領域Bを覆うように図中右下手前から一点鎖線の範
囲B´に照射される。そして、領域Bの中のあるマイク
ロミラーがその左上が持ち上がる方向に傾く時、入射光
bはそのマイクロミラーにより紙面に垂直に反射されて
プロジェクションレンズに向かいその画素がスクリーン
に表示されるので、このときマイクロミラーはオン状態
となる。すなわち、反射b−ONとなる。逆に、マイク
ロミラーがその右下が持ち上がる方向に傾く時、入射光
bはそのマイクロミラーによりプロジェクションレンズ
に向かわない方向に反射するので、このときマイクロミ
ラーはオフ状態となる。すなわち、反射b−OFFとな
る。
【0020】そして、光束a,b,cの色が変化するの
に応じて表示すべき画像の対応するカラーフィールドが
表示されるように領域A、B、Cの各マイクロミラーの
オン/オフデューティを制御することでフルカラー画像
がスクリーン上に投射される。
【0021】図3は、前記DMD1によって隣りの領域
にはみ出した光束がプロジェクションレンズに向かわな
いことを説明するための図で、光束aは領域Aを覆うよ
うに左下手前から照射するので、はみ出した分の入射光
a´が領域Bのマイクロミラーにも入射する。しかし、
領域Bのマイクロミラーはオン状態ではその左上が持ち
上がる方向に傾き、また、オフ状態ではその右下が持ち
上がる方向に傾くので、反射光a´はマイクロミラーが
オン状態であってもオフ状態であっても紙面に垂直に反
射することはなく、プロジェクションレンズを通してス
クリーン上に投影されることはない。
【0022】同様に、光束cは領域Cを覆うように左手
前から照射するので、はみ出した分の入射光c´が領域
Bのマイクロミラーにも入射する。しかし、領域Bのマ
イクロミラーはオン状態ではその左上が持ち上がる方向
に傾き、また、オフ状態ではその右下が持ち上がる方向
に傾くので、反射光c´はマイクロミラーがオン状態で
あってもオフ状態であっても紙面に垂直に反射すること
はなく、プロジェクションレンズを通してスクリーン上
に投影されることはない。
【0023】さらに、光束bは領域Bを覆うように右下
手前から照射するので、はみ出した分の入射光b´,
b″が領域A、Cのマイクロミラーにも入射する。しか
し、領域A、Cのマイクロミラーはオン状態ではその右
上が持ち上がる方向に傾き、また、オフ状態ではその左
下が持ち上がる方向に傾くので、反射光b´,b″もマ
イクロミラーがオン状態であってもオフ状態であっても
紙面に垂直に反射することはなく、プロジェクションレ
ンズを通してスクリーン上に投影されることはない。
【0024】図4は、プロジェクタ全体の構成を示す図
で、メタルハライドランプ等の白色光源11を楕円反射
鏡12の第1焦点に配置し、コリメータレンズ13を第
2焦点後方に、そのコリメータレンズ13の焦点が第2
焦点に一致するようにして配置している。これにより、
前記白色光源11からの発散光は前記コリメータレンズ
13により径が絞られた略平行な白色光束に変換され
る。
【0025】前記コリメータレンズ13からの白色光束
に対し、45度傾いた第1、第2の2枚のダイクロイッ
クミラー円盤14,15を組み合わせた光束分離手段と
しての回転ダイクロイックミラー円盤システム16を配
置している。前記回転ダイクロイックミラー円盤システ
ム16はスピンドルモータ17を備え、このスピンドル
モータ17の回転軸17aに前記各ダイクロイックミラ
ー円盤14,15を、内側をミラー円盤14、外側をミ
ラー円盤15として所定の間隔を空けて取付けている。
【0026】そして、図5に示すように、前記第1のダ
イクロイックミラー円盤14は、頂角が120度の扇型
の3つのダイクロイックミラー141,142,143
を組み合わせて円盤状にした小径のもので、各ダイクロ
イックミラー141,142,143は光の3原色のう
ち一色ずつ、例えば、緑、青、赤の各波長帯の光を選択
的に透過し、それ以外の光を反射するようになってい
る。
【0027】前記第2のダイクロイックミラー円盤15
は、内側に透明な領域150を持ち、その外側に頂角が
120度の扇型の3つのダイクロイックミラー151,
152,153を組み合わせて円盤状にした大径のもの
で、各ダイクロイックミラー151,152,153は
前記各ダイクロイックミラー141,142,143と
異なる色の光、例えば、青、赤、緑の各波長帯の光を選
択的に透過し、それ以外の光を反射するようになってい
る。
【0028】ここで、前記各ダイクロイックミラー14
1,142,143により反射された色の光は第2のダ
イクロイックミラー円盤15には到達しないので、その
色の光は透過しても反射してもよい。ダイクロイックミ
ラー151について言えば、緑の光は透過しても反射し
てもよい。他のダイクロイックミラー152,153に
ついても同様である。
【0029】前記第1のダイクロイックミラー円盤14
の各ダイクロイックミラー141,142,143と第
2のダイクロイックミラー円盤15の各ダイクロイック
ミラー151,152,153とは位置が対応してお
り、前記コリメータレンズ13からの白色光束を前記第
2のダイクロイックミラー円盤15の透明領域150を
透過させて前記第1のダイクロイックミラー円盤14の
各ダイクロイックミラー141,142,143に照射
するようになっている。前記透明領域150に赤外線反
射コーティングを施すと前記白色光源11から放射され
る赤外線によって後述するDMD1が加熱されるのを防
止することができる。
【0030】そして、前記第1のダイクロイックミラー
円盤14の各ダイクロイックミラー141,142,1
43を透過した光を光束aとし、前記第1のダイクロイ
ックミラー円盤14の各ダイクロイックミラー141,
142,143により反射し、さらに、前記第2のダイ
クロイックミラー円盤15の各ダイクロイックミラー1
51,152,153の裏面で反射した光を光束bと
し、前記第2のダイクロイックミラー円盤15の各ダイ
クロイックミラー151,152,153を透過した光
を光束cとしている。
【0031】この構成により前記回転ダイクロイックミ
ラー円盤システム16は、スピンドルモータ17により
各ダイクロイックミラー円盤14,15が1回転する間
に、光束aは緑→青→赤、光束bは赤→緑→青、光束c
は青→赤→緑と色が変化することになる。色の切替わる
タイミングは前記第1のダイクロイックミラー円盤14
に設けたフォトセンサ18により検知するようになって
いる。
【0032】白色光束が前記第2のダイクロイックミラ
ー円盤15の透明領域150を透過し、前記第1のダイ
クロイックミラー円盤14の各ダイクロイックミラー1
41,142,143を透過して得た光束aはコンデン
サレンズ19により集光し、インテグレータ20に入射
し、このインテグレータ20によりその出力端において
細長い矩形で均一な照度を持つ像に変換されるようにな
っている。なお、前記インテグレータ20は省略するこ
とも可能である。そして、この像をカップリングレンズ
21により集光し、ミラー22で折り返した後、前記D
MD1の左側の領域AにDMD表面に対して左下手前か
ら照射するようになっている。
【0033】白色光束が前記第2のダイクロイックミラ
ー円盤15の透明領域150を透過し、前記第1のダイ
クロイックミラー円盤14の各ダイクロイックミラー1
41,142,143で反射し、さらに、第2のダイク
ロイックミラー円盤15の各ダイクロイックミラー15
1,152,153で反射して得た光束cはコンデンサ
レンズ23により集光し、インテグレータ24に入射
し、このインテグレータ24によりその出力端において
細長い矩形で均一な照度を持つ像に変換されるようにな
っている。なお、前記インテグレータ24は省略するこ
とも可能である。そして、この像をカップリングレンズ
25により集光し、ミラー26で折り返した後、前記D
MD1の右側の領域CにDMD表面に対して左下手前か
ら照射するようになっている。
【0034】白色光束が前記第2のダイクロイックミラ
ー円盤15の透明領域150を透過し、前記第1のダイ
クロイックミラー円盤14の各ダイクロイックミラー1
41,142,143で反射し、さらに、第2のダイク
ロイックミラー円盤15の各ダイクロイックミラー15
1,152,153を透過して得た光束bはミラー27
で反射した後、コンデンサレンズ28により集光し、イ
ンテグレータ29に入射し、このインテグレータ29に
よりその出力端において細長い矩形で均一な照度を持つ
像に変換されるようになっている。なお、前記インテグ
レータ29は省略することも可能である。そして、この
像をカップリングレンズ30により集光し、ミラー31
で折り返した後、前記DMD1の中央の領域BにDMD
表面に対して右下手前から照射するようになっている。
ここで、前記DMD1の左1/3の領域Aに照射される
光束aがDMD1の右1/3の領域Cまではみ出した
り、また、逆に前記DMD1の右1/3の領域Cに照射
される光束cがDMD1の左1/3の領域Aまではみ出
さないように必要に応じて遮光板33を挿入する。
【0035】前記コンデンサレンズ19,23,28、
インテグレータ20,24,29、カップリングレンズ
21,25,30、ミラー22,26,27,31から
なる光学系は入射光路設定手段を構成している。
【0036】前記DMD1への入射光はDMD1の各マ
イクロミラーがオン状態のときに投射手段であるプロジ
ェクションレンズ32に向かって反射し、このプロジェ
クションレンズ32を介してスクリーンに投射されるよ
うになっている。
【0037】このような構成においては、白色光源11
からの白色光は楕円反射鏡12及びコリメータレンズ1
3を介して略平行な白色光束に変換され、回転ダイクロ
イックミラー円盤システム16に入射される。回転ダイ
クロイックミラー円盤システム16では、白色光束を第
2のダイクロイックミラー円盤15の透明領域150を
透過させ、さらに、第1のダイクロイックミラー円盤1
4の各ダイクロイックミラー141,142,143を
透過させることで色が緑→青→赤→緑と変化する光束a
に変換し、白色光束を第2のダイクロイックミラー円盤
15の透明領域150を透過させ、さらに、第1のダイ
クロイックミラー円盤14の各ダイクロイックミラー1
41,142,143及び第2のダイクロイックミラー
円盤15の各ダイクロイックミラー151,152,1
53で反射させることで色が青→赤→緑→青と変化する
光束cに変換し、白色光束を第2のダイクロイックミラ
ー円盤15の透明領域150を透過させ、第1のダイク
ロイックミラー円盤14の各ダイクロイックミラー14
1,142,143で反射させ、さらに、第2のダイク
ロイックミラー円盤15の各ダイクロイックミラー15
1,152,153を透過させることで色が赤→緑→青
→赤と変化する光束bに変換する。
【0038】光束aは、コンデンサレンズ19により集
光され、インテグレータ20によりその出力端において
細長い矩形で均一な照度を持つ像に変換され、さらに、
カップリングレンズ21により集光され、ミラー22で
折り返えされた後、DMD1の左側の領域AにDMD表
面に対して左下手前から照射される。
【0039】また、光束cは、コンデンサレンズ23に
より集光され、インテグレータ24によりその出力端に
おいて細長い矩形で均一な照度を持つ像に変換され、さ
らに、カップリングレンズ25により集光され、ミラー
26で折り返えされた後、DMD1の右側の領域CにD
MD表面に対して左下手前から照射される。
【0040】また、光束bは、ミラー27で反射され、
コンデンサレンズ28により集光され、インテグレータ
29によりその出力端において細長い矩形で均一な照度
を持つ像に変換され、さらに、カップリングレンズ30
により集光され、ミラー31で折り返えされた後、DM
D1の中央の領域BにDMD表面に対して右下手前から
照射される。
【0041】DMD1では、領域A及びCの各マイクロ
ミラーがオン状態ではその右上が持ち上がる方向に傾
き、オフ状態ではその左下が持ち上がる方向に傾き、ま
た、領域Bの各マイクロミラーがオン状態ではその左上
が持ち上がる方向に傾き、オフ状態ではその右下が持ち
上がる方向に傾くので、各領域A,B,Cにおいて各マ
イクロミラーがオン状態の時にプロジェクションレンズ
32に向かって反射し、このプロジェクションレンズ3
2を介してスクリーンに投射される。
【0042】このように、1枚のDMD1を使用して色
順次表示を行うことで従来の単板式と同様の照射時間が
得られ、しかも、照射光の色は一斉に切替わるので簡単
なPWM制御で階調制御ができる。従って、テレビ信
号、コンピュータ画像信号などの入力信号から、各々の
画素の3原色それぞれの階調成分を計算し、照射されて
いる光束の色がその色に一致している期間の間にDMD
1の各素子のオン、オフデューティをPWM制御するこ
とでカラーフィールドが表示され、カラーフィールドを
高速で切替えて行くことによりフルカラー画像の表示が
できる。
【0043】また、DMD1において領域Aを照射する
光束aが領域Bにもはみ出して照射されるが、領域Bの
マイクロミラーはオン状態ではその左上が持ち上がる方
向に傾き、また、オフ状態ではその右下が持ち上がる方
向に傾くので、光束aの領域Bでの反射光はマイクロミ
ラーがオン状態であってもオフ状態であっても紙面に垂
直に反射することはなく、プロジェクションレンズ32
を通してスクリーン上に投影されることはない。
【0044】また、DMD1において領域Cを照射する
光束cが領域Bにもはみ出して照射されるが、領域Bの
マイクロミラーはオン状態ではその左上が持ち上がる方
向に傾き、また、オフ状態ではその右下が持ち上がる方
向に傾くので、この場合も光束cの領域Bでの反射光は
マイクロミラーがオン状態であってもオフ状態であって
も紙面に垂直に反射することはなく、プロジェクション
レンズ32を通してスクリーン上に投影されることはな
い。
【0045】さらに、DMD1において領域Bを照射す
る光束bが領域A,Cにもはみ出して照射されるが、領
域A、Cのマイクロミラーはオン状態ではその右上が持
ち上がる方向に傾き、また、オフ状態ではその左下が持
ち上がる方向に傾くので、この場合も光束bの領域A,
Cでの反射光はマイクロミラーがオン状態であってもオ
フ状態であっても紙面に垂直に反射することはなく、プ
ロジェクションレンズ32を通してスクリーン上に投影
されることはない。
【0046】このように、1枚のDMD1を領域を分け
て使用する場合に、領域からはみ出して照射される光束
に対して反射方向をプロジェクションレンズ32から完
全に外すことができるので、光束のはみ出しによる色表
示の不鮮明さを解消でき常に確実な色表示ができる。
【0047】なお、この実施の形態では領域A,Cに対
して光束を左下手前から入射させ、各マイクロミラーを
オン状態のとき右上が持ち上がる方向に傾かせ、また、
オフ状態のとき左下が持ち上がる方向に傾かせたが必ず
しもこれに限定するものではなく、例えば、領域Cにつ
いては光束を右上後方から入射させ、各マイクロミラー
をオン状態のとき左下が持ち上がる方向に傾かせ、ま
た、オフ状態のとき右上が持ち上がる方向に傾かせても
同様の作用効果が得られる。
【0048】また、この実施の形態においては、DMD
の領域を左、中央、右の左右3つの領域に分けた場合を
例として述べたが必ずしもこれに限定するものではな
く、上、中央、下の上下3つの領域に分けてもよい。ま
た、DMDの領域は必ずしも3つに限定するものではな
く、2つあるいは4つ以上の領域に分けたものであって
もよい。
【0049】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の発
明によれば、3原色に分解された光束を領域を分けて入
射し反射することで3原色のうちの2色または3色すべ
てを有効利用でき、しかも、各光束が隣接した領域には
み出しても投射される画像に悪影響を与えることが無い
デジタルマイクロミラーデバイスを提供できる。
【0050】また、請求項2及び3記載の発明によれ
ば、デジタルマイクロミラーデバイスを1枚使用した色
順序表示において、光源からの白色光束を分解した3原
色のうちの2色または3色すべてを有効利用でき、これ
により高輝度で低価格化を実現でき、しかも、色表示が
確実にできるとともに階調制御が簡単にできる単板式カ
ラープロジェクタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるDMDの構成を模
式的に示す図。
【図2】同実施の形態においてDMDを使用した色順序
表示の動作原理を説明するための図。
【図3】同実施の形態のDMDにおいて隣り領域への光
束のはみ出しによる影響を防止する動作を説明するため
の図。
【図4】同実施の形態のプロジェクタ全体の構成を示す
図。
【図5】同実施の形態における回転ダイクロイックミラ
ー円盤システムのダイクロイックミラー円盤の構成及び
機能を説明するための斜視図。
【符号の説明】
1…DMD(デジタルマイクロミラーデバイス) 11…白色光源 14,15…ダイクロイックミラー円盤 16…回転ダイクロイックミラー円盤システム(光束分
離手段) 32…プロジェクションレンズ(投射手段)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年2月18日(2000.2.1
8)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 単板式カラープロジェクタ
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、単板式カラープロ
ジェクタに関する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】そこで請求項1及び2記載の発明は、3原
色に分解された光束を領域を分けて入射し反射すること
で3原色のうちの2色または3色すべてを有効利用で
き、しかも、各光束が隣接した領域にはみ出しても投射
される画像に悪影響を与えることが無く、これにより高
輝度で低価格化を実現でき、しかも、色表示が確実にで
きるとともに階調制御が簡単にできる単板式カラープロ
ジェクタを提供する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】削除
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
白色光源と、この白色光源からの白色光を三原色の各色
が互いに同じタイミングでは同一色とならないように各
色を順次変化する2つまたはそれ以上の光束に分離する
光束分離手段と、反射面に多数のマイクロミラーを配置
し、この反射面を2つまたはそれ以上の領域に分け、隣
接する領域のマイクロミラーの傾き制御方向を異なら
せ、光束分離手段からの各光束をそれぞれ対応する領域
に入射し反射するデジタルマイクロミラーデバイスと、
光束分離手段からの各光束をデジタルマイクロミラーデ
バイスの各領域のマイクロミラーの傾き制御方向に合わ
せて入射させる入射光路設定手段と、デジタルマイクロ
ミラーデバイスからの所定方向の反射光を集光して投射
する投射手段とを備えた単板式カラープロジェクタにあ
る。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】請求項2記載の発明は、請求項1記載の単
板式カラープロジェクタにおいて、光束分離手段は、白
色光源からの白色光を三原色の各色が互いに同じタイミ
ングでは同一色とならないように各色を順次変化する3
つの光束に分離し、デジタルマイクロミラーデバイス
は、反射面を3つの領域に分け、各領域毎に各マイクロ
ミラーの傾き制御方向を異ならせたことにある。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】削除
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】前記第2のダイクロイックミラー円盤15
は、内側に透明な領域150を持ち、その外側に頂角が
120度の扇型の3つのダイクロイックミラー151,
152,153を組み合わせて円盤状にした大径のもの
で、各ダイクロイックミラー151,152,153は
前記各ダイクロイックミラー141,142,143と
異なる色の光、例えば、赤、緑、青の各波長帯の光を選
択的に透過し、それ以外の光を反射するようになってい
る。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】そして、前記第1のダイクロイックミラー
円盤14の各ダイクロイックミラー141,142,1
43を透過した光を光束aとし、前記第1のダイクロイ
ックミラー円盤14の各ダイクロイックミラー141,
142,143により反射し、さらに、前記第2のダイ
クロイックミラー円盤15の各ダイクロイックミラー1
51,152,153の裏面で反射した光を光束
し、前記第2のダイクロイックミラー円盤15の各ダイ
クロイックミラー151,152,153を透過した光
を光束としている。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0049
【補正方法】変更
【補正内容】
【0049】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1及び2
載の発明によれば、3原色に分解された光束を領域を分
けて入射し反射することで3原色のうちの2色または3
色すべてを有効利用でき、しかも、各光束が隣接した領
域にはみ出しても投射される画像に悪影響を与えること
が無く、これにより高輝度で低価格化を実現でき、しか
も、色表示が確実にできるとともに階調制御が簡単にで
きる単板式カラープロジェクタを提供できる。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0050
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 昭徳 神奈川県藤沢市藤沢1031番地 小島ビル 株式会社アプティ内 Fターム(参考) 2H041 AA04 AA13 AA21 AB10 AB14 AZ01 AZ05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射面に多数のマイクロミラーを配置
    し、この反射面を2つまたはそれ以上の領域に分け、隣
    接する領域のマイクロミラーの傾き制御方向を異なら
    せ、2つまたはそれ以上の各光束をそれぞれ対応する領
    域に入射し反射することを特徴とするデジタルマイクロ
    ミラーデバイス。
  2. 【請求項2】 白色光源と、この白色光源からの白色光
    を三原色の各色が互いに同じタイミングでは同一色とな
    らないように各色を順次変化する2つまたはそれ以上の
    光束に分離する光束分離手段と、反射面に多数のマイク
    ロミラーを配置し、この反射面を2つまたはそれ以上の
    領域に分け、隣接する領域のマイクロミラーの傾き制御
    方向を異ならせ、前記光束分離手段からの各光束をそれ
    ぞれ対応する領域に入射し反射するデジタルマイクロミ
    ラーデバイスと、前記光束分離手段からの各光束を前記
    デジタルマイクロミラーデバイスの各領域のマイクロミ
    ラーの傾き制御方向に合わせて入射させる入射光路設定
    手段と、前記デジタルマイクロミラーデバイスからの所
    定方向の反射光を集光して投射する投射手段とを備えた
    ことを特徴とする単板式カラープロジェクタ。
  3. 【請求項3】 光束分離手段は、白色光源からの白色光
    を三原色の各色が互いに同じタイミングでは同一色とな
    らないように各色を順次変化する3つの光束に分離し、
    デジタルマイクロミラーデバイスは、反射面を3つの領
    域に分け、各領域毎に各マイクロミラーの傾き制御方向
    を異ならせたことを特徴とする請求項2記載の単板式カ
    ラープロジェクタ。
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