JP2005099793A - マイクロミラー素子、マイクロミラー素子用のパッケージ、およびそのための投射システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 切換方向における光の回折、つまり集光系の受光コーンへの光の回折を最小化するために矩形ではないマイクロミラーを採用する。照射系のコストおよびディスプレイユニットの大きさを最小化するために、光源をアレイの行(または列)に対して垂直に配置し、または光源をアレイの有効エリアを画定する枠の辺に対して垂直に配置する。入射光は、アレイの中の個別のマイクロミラーの側面に対して実質的に垂直ではない。垂直な側面は、入射光をマイクロミラーの切換方向に回折させる。この光の回折は、マイクロミラーのコントラスト比を低下させ、改善されており、よりコンパクトなシステムが得られる。
【選択図】なし
Description
Claims (140)
- 配列されたマイクロミラーに光を供給する光源と、
複数のマイクロミラーの辺によって形状が規定された、マイクロミラーアレイとを備え、
作動時には前記光源からの光が前記マイクロミラーアレイに入射し、
前記マイクロミラーアレイは4つの辺を有し、マイクロミラーの辺は何れもマイクロミラーアレイの辺とは平行でない、投射ディスプレイ。 - 前期マイクロミラーアレイの情報から見た場合に、マイクロミラーの辺は何れも入射光と平行でない請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記入射光は、前記マイクロミラーアレイの1つの辺に対して直角に入射する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- マイクロミラーの回転軸は前記マイクロミラーアレイの1つの辺と平行である請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは正方形である請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーはマイクロミラーアレイのX軸とY軸に対して平行でない角度をなす格子状に配列された請求項3に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーはヒンジを介して基板に接続されたマイクロミラー板を備え、当該基板、マイクロミラー板およびヒンジはそれぞれ異なる平面に位置する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記ヒンジとマイクロミラー板とによって第1の間隙が規定され、マイクロミラー板と基板との間に第2の間隙が規定される請求項7に記載の投射ディスプレイ。
- 前記基板とヒンジとの間に第1の間隙が規定され、前記ヒンジとマイクロミラー板との間に第2の間隙が規定される請求項7に記載の投射ディスプレイ。
- 隣接するマイクロミラーの間の間隙は0.1μm〜10μmである請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記隣接するマイクロミラーの間の間隙は0.7μmである請求項10に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーアレイは、光を透過する窓を有するパッケージ内に設けられた請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記パッケージの一部にはマスクが設けられている請求項12に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マスクはパッケージの窓に、マイクロミラーアレイの周囲にわたって設けられている請求項13に記載の投射ディスプレイ。
- 前記パッケージには分子スカベンジャーが設けられている請求項12に記載の投射ディスプレイ。
- 前記パッケージにはゲッターが設けられている請求項12に記載の投射ディスプレイ。
- 前記パッケージには固着防止剤源が設けられている請求項12に記載の投射ディスプレイ。
- フロントスクリーンプロジェクションテレビである請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- リアスクリーンプロジェクションテレビである請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- コンピュータモニタである請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- カラーホイールを備えた請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- マイクロミラーアレイに照射される光は、マイクロミラーの平面に対する垂線に対して10から50度の角度を形成する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーはパルス幅モジュレーションによってグレイスケール映像を達成する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーがデジタル的にアドレスされる請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは半導体基板上に設けられた請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記半導体基板はシリコン基板である請求項25に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーが光透過性の基板上に設けられた請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記光透過性の基板はガラス製である請求項27に記載の投射ディスプレイ。
- 前記光透過性の基板はクォーツ又はサファイアである請求項27に記載の投射ディスプレイ。
- 前記光透過性の窓はガラス製である請求項12に記載の投射ディスプレイ。
- 前記光透過性の窓はクォーツである請求項12に記載の投射ディスプレイ。
- 前記光透過性の窓はポリマーである請求項12に記載の投射ディスプレイ。
- 前記光透過性の窓は高品質ガラスである請求項12に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーはON位置に向かって+12度以上回転することができる請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーのON位置は、傾斜の無い位置に対して10から15度傾斜している請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記光源はアークランプである請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーのONとOFF位置はマイクロミラーが当接する対象によって規定される請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- さらにONとOFFのミラーパターンが反射するスクリーンを有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーアレイにシーケンシャルな一連の色を供給するためのカラーフィルターを備えた請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーアレイに対する光の配分を均一化するための装置をさらに備えた請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前期マイクロミラーアレイのパターンをターゲットに投影するための複数のレンズを含む光学系を備えた請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- さらに円市場の光をマイクロミラーアレイに導いて合焦させるための1つ以上のマイクロミラー又はレンズを備えた請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- さらにカラーホィールと、光パイプとスクリーンを備えた請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーのONとOFFの位置は第2の基板又はその上に形成された装置によって規定される請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- マイクロミラーが回路と電極に隣接する基板上に形成され、少なくとも2つの電極がマイクロミラーの近傍に設けられ、1つの電極がOFF位置に当該隣接するマイクロミラーを静電気によって引き寄せ、他の1つの電極がON位置に隣接するマイクロミラーを静電気によって引き寄せる請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記回路と電極がマイクロミラーと同じ基板上に形成されている請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記回路と電極は前記基板に結合された第2の基板に形成されている請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記隣接するマイクロミラーがONまたはOFF位置に到達したときに当該マイクロミラーを停止させる追加の電極を備えた請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記追加の電極は何れも隣接するマイクロミラーと同じポテンシャルである請求項48に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは金属と誘電性材料を含む請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記誘電性材料はシリコンの窒素化合物、炭素化合物又は酸化物である請求項50に記載の投射ディスプレイ。
- 前記パッケージは気密性を有するパッケージである請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記パッケージは部分的に気密性を有するパッケージである請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーアレイはパッケージ内に設けられ、回路と電極が半導体上に形成され、ボンドワイヤが基板とパッケージを接続する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーのヒンジは入射する光の方向に対して垂直に延びている請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーのヒンジはマイクロミラーアレイのリーディング辺とトレーリング辺とに平行に延びている請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーのヒンジはマイクロミラーの回転軸が入射光と垂直方向である請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前期マイクロミラーアレイを上から見た場合、マイクロミラーアレイに入射する光を規定する直線がマイクロミラーのいずれの辺とも平行でない請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーアレイは少なくとも1000のマイクロミラーを有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは4つの支配的な辺を有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーはL型である請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーの辺は同じ長さである請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは台形である請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは相互に実質的に隙間無く設けられている請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記4つの辺を有するマイクロミラーアレイは長方形で、光源からの光線は当該アレイの最も近い辺から垂直に立てた直線に対してプラスマイナス40度の範囲から入射する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは金又はチタニウムのいずれかからなる反射材を有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーはアルミニウムを含有する反射材を有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは銀を含有する反射材を有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーのOFF状態での角度は、ON状態における角度の対角よりも小さい請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーに入射する光はマイクロミラーのいずれの変位に対しても垂直でなくアレイの最も近い辺と当該辺から延びる辺に対して垂直である請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記入射する光はマイクロミラーの回転軸に対して垂直である請求項70に記載の投射ディスプレイ。
- 100万以上のマイクロミラーを有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 各マイクロミラーのスイッチング軸はマイクロミラーアレイの1つの辺に実質的に平行である請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 各マイクロミラーのスイッチング軸はマイクロミラーのいずれの辺に対しても35〜60度の範囲である請求項73に記載の投射ディスプレイ。
- 前記入射光はマイクロミラーのいずれの辺に対しても垂直でない請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 各マイクロミラーは別の平面に設けられたヒンジとマイクロミラー板を有し、ヒンジの幅は0.1から10μmの間である請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラー板の厚さは200から7300オングストロームの間である請求項76載の投射ディスプレイ。
- マイクロミラーは光が入射する側のリーディングエッジに1つの頂点を有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーはマイクロミラー駆動回路および同じ基板上に形成された請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーのONとOFF状態は、いずれも平坦で変位のない状態とは異なる請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは下方に位置するヒンジを介して導電性材料によって基板に接続されている請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記導電性材料はアルミニウム、合金又は導電性セラミック組成物のいずれかである請求項81に記載の投射ディスプレイ。
- 各マイクロミラーはマイクロミラーを1つの方向に変位させる第1の電極と、マイクロミラーを第2の方向に変位させる第2の電極と、マイクロミラーを停止させる第3の電極とを有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- さらにマイクロミラー相互間の間隙によって散乱する光を低減するためにマイクロミラーの下に光を吸収する層を有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 64000〜2000000個のマイクロミラーを有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- さらにTIRプリズムを有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- さらに光パイプを有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- マイクロミラーアレイは2000000〜3000000個のマイクロミラーを有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- マイクロミラーの辺は当該ミラーの面に対して入射する光の軸に対して80度以下の角度をなしている請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- マイクロミラーの辺は当該ミラーの面に対して入射する光の軸に対して55度以下の角度をなしている請求項89に記載の投射ディスプレイ。
- マイクロミラーの辺は当該ミラーの面に対して入射する光の軸に対して45度以下の角度をなしている請求項90に記載の投射ディスプレイ。
- マイクロミラーの辺は当該ミラーの面に対して入射する光の軸に対して40度以下の角度をなしている請求項90に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーアレイの面積は1平方cm以上1平方インチ以下である請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは1920000以上の解像度を有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- HDTVフォーマットを有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- QXGAフォーマットを有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- UXGAフォーマットを有する請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- マイクロミラーは、マイクロミラーアレイの辺と平行な辺を有しない請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 各マイクロミラーは実質的に直線状の4つの辺を有し、その何れも長方形のマイクロミラーアレイのリーディングサイドとトレーリングサイドと平行でない請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは凸な多角形状である請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは2つの多角形からなる辺を有し、それらがなす各は90度より小さい請求項1に記載の投射ディスプレイ。
- マイクロミラーアレイに光を供給する光源と、
複数のマイクロミラーの辺によって規定される形状を有するマイクロミラーからなるマイクロミラーアレイと、
作動中は前記光源からの光がマイクロミラーアレイに入射し、
前記マイクロミラーアレイは4つの辺を有し、マイクロミラーの辺は何れもマイクロミラーアレイのどの辺とも平行ではなく、
マイクロミラーはOFF状態とON状態との間を動くことができ、各マイクロミラーは画像のピクセルに対応するものである投射ディスプレイ。 - さらにカラーホイールを有する請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- さらに光パイプを有する請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- 前記光源はアークランプである請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- リアプロジェクションテレビである請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- フロントプロジェクションテレビである請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- 前記アレイを上から見たときに、マイクロミラーの辺は何れも入射する光と平行ではない請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- 前記入射する光は前記アレイの辺の1つに対して垂直に入射する請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーはアレイのX、Y軸に対して傾斜した格子状に配置されている請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは、ヒンジを介して基板に接続されたマイクロミラー板を備えており、基板、マイクロミラー板およびヒンジは異なる平面に位置する請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- 前記ヒンジとマイクロミラー板との間に第1の間隙が規定され、前記マイクロミラー板と基板との間に第2の間隙が規定された請求項111に記載の投射ディスプレイ。
- 前記第1の間隙は基板とヒンジの間に規定され、第2の間隙はヒンジとマイクロミラー板の間に規定された請求項111に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーアレイは光透過性の窓を有するパッケージに収容された請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- 前記パッケージの一部にマスクが設けられている請求項114に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マスクはパッケージの窓に、マイクロミラーアレイの周囲を囲むように設けられている請求項115に記載の投射ディスプレイ。
- 前記パッケージには分子スカベンジャーが設けられている請求項114に記載の投射ディスプレイ。
- 前記パッケージにはゲッターが設けられている請求項114に記載の投射ディスプレイ。
- 前記パッケージには固着防止剤源が設けられている請求項114に記載の投射ディスプレイ。
- さらにカラーホイール、光パイプおよびTIRプリズムを備えた請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーが実質的に隙間無く設けられた請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーアレイは64000〜2000000のマイクロミラーを有する請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- さらにTIRプリズムを有する請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーアレイは2000000〜3000000のマイクロミラーを有する請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーアレイが1平方cm以上1平方インチ以下の面積を有する請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- 前記マイクロミラーは1920000以上の解像度を有する請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- HDTVフォーマットを有する請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- QXGAフォーマットを有する請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- UXGAフォーマットを有する請求項102に記載の投射ディスプレイ。
- 光源と、
可動式のマイクロミラーエレメントのアレイと、
集光光学系とを有し、
各マイクロミラーエレメントは前記アレイの実行領域の少なくとも1つの辺と実質的に平行で、マイクロミラーエレメントのいずれの辺とも35〜60度の角度を成すスイッチング軸を有する投射ディスプレイ。 - マイクロミラーの長方形のアレイを有する光モジュレータに光を供給するアークランプと、
前記アレイを構成する、敷き詰められた、それぞれが実質的に直線状の4つの辺を有して実質的に正方形であるマイクロミラーと、
映像が映し出されるスクリーンとを有し、
作動中はアークランプからの光がマイクロミラーのアレイに照射されて、スクリーン上の長方形の映像となり、
アレイのマイクロミラーは、スクリーン上にグレイスケールを表現するようにパルス幅モジュレーションによってOFF状態とON状態との間を動くことができ、
マイクロミラーはスクリーン上の映像のピクセルに対応し、
マイクロミラーのONとOFF状態は何れも平坦な変位していない状態とは異なり、
マイクロミラーのON状態は、平坦な、変位していない状態から10から15度変位しており、
マイクロミラーの4つの実質的に直線状の辺は何れもアレイのどの辺とも並行ではなく、
映像は4つの辺を有し、映像におけるピクセルの辺は何れも映像のどの辺とも平行でなく、
マイクロミラーアレイは実質的に長方形状であり、
マイクロミラーに光を当てて合焦させる1つ以上のレンズを備え、
入射する光は長方形のアレイの少なくとも1つの辺に対して実質的に90度の角度から入射し、
マイクロミラーに入射する光は変位していないマイクロミラーの平面に対する垂線に対して10〜50度の角度をなしており、
マイクロミラーは、ヒンジを介して基板に接続されたマイクロミラー板を有しており、
基板と、マイクロミラー板とヒンジはそれぞれ異なる平面に設けられ、
ヒンジの幅は0.1〜10μmの範囲であり、
マイクロミラー板の厚さは200から7300オングストロームの範囲であり、
マイクロミラーは、長方形のアレイの辺に対して傾いた格子状に配列されており、
マイクロミラーはシリコン基板である半導体基板に設けられており、
マイクロミラーは下部のヒンジを介して導電性材料によってシリコン基板に接続されており、
マイクロミラーは、マイクロミラーに隣接する回路と電極を有するシリコン基板上に形成されており、
少なくとも2つの電極はそれぞれマイクロミラーに隣接して設けられており、
前記2つの電極のうちの一方は、静電力によって隣接するマイクロミラーをOFF状態にアドレスするものであり、2つの電極の内の他方は、隣接するマイクロミラーをON状態にアドレスするものであり、
光はマイクロミラーのスイッチング軸に対して実質的に垂直に導入され、
アレイを構成するマイクロミラーは長方形のアレイの少なくとも1つの辺と実質的に平行なスイッチング軸を有し、
アレイを構成するマイクロミラーのスイッチング軸はマイクロミラーの1つ以上の辺に対して35〜60度の角度をなし、
マイクロミラーは光源からの光に対して垂直な辺を有しておらず、
マイクロミラーはアルミニウムを含む反射材を有しており、
マイクロミラーアレイの面積は1平方cmから1平方インチの間であり、
マイクロミラーアレイは光透過性の窓を有するパッケージに収容されて、該窓はガラス又はクォーツからなり、
パッケージは気密性を有し、
マイクロミラーアレイは、基板上に形成された回路と電極および半導体基板とパッケージを電気的に接続するためのボンドワイヤを備え、
パッケージにはゲッターが設けられ、
パッケージは固着防止剤源を有し、
さらに、マイクロミラーが反射した光をスクリーンに導くための複数のレンズを含む光学系を有するリアプロジェクションテレビ。 - 前記マイクロミラーはON状態へ向けて少なくとも+12度回転することができる請求項131に記載のリアプロジェクションテレビ。
- 64000から2000000個のマイクロミラーを有する請求項131に記載のリアプロジェクションテレビ。
- HDTVフォーマットを有する請求項131に記載のリアプロジェクションテレビ。
- QXGAまたはUXGAフォーマットを有する請求項131に記載のリアプロジェクションテレビ。
- 前記マイクロミラーは1920000以上の解像度を有する請求項131に記載のリアプロジェクションテレビ。
- 前記マイクロミラーアレイに一連のシーケンシャルカラーを形成するためにカラーフィルタを備えた請求項134に記載のリアプロジェクションテレビ。
- 前記パッケージの一部にマスクを有する請求項137に記載のリアプロジェクションテレビ。
- さらに全内部反射(TIR)プリズムを有する請求項137に記載のリアプロジェクションテレビ。
- 前記マイクロミラーの水平方向の行はマイクロミラーアレイの辺と平行に角から角まで延び、アドレッシングカラムに対応する垂直線は、前記列の各マイクロミラーから延びてマイクロミラーの行を1つおきに接続し、
マイクロミラーの垂直方向のカラムはマイクロミラーアレイの辺と平行に角から角まで延び、アドレッシング行に対応する水平方向のラインは列に属する各マイクロミラーから延びてマイクロミラーの列を1つおきに接続する請求項131に記載のリアプロジェクションテレビ。
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