JP2611135B2 - シーンプロジェクタ - Google Patents

シーンプロジェクタ

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JP2611135B2 JP5507839A JP50783992A JP2611135B2 JP 2611135 B2 JP2611135 B2 JP 2611135B2 JP 5507839 A JP5507839 A JP 5507839A JP 50783992 A JP50783992 A JP 50783992A JP 2611135 B2 JP2611135 B2 JP 2611135B2
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Description

【発明の詳細な説明】 関連出願資料 本出願は、1989年12月11日付け米国特許第5,126,836
号として付与されている同時係属特許出願、出願番号第
07/448,748号の一部継続出願をなすものであり、上記米
国特許第5,126,836号は1989年11月１日付け同時係属米
国特許出願、出願番号第07/429,987号の一部継続をなす
ものである。
本出願は、これまでに提出された出願番号第07/429,9
87号、第07/448,748号、第07/494,579号、および第07/5
04、125号、さらに、同時に提出された出願番号第07/77
9,345および第07/779,346号に係るもので、以上の出願
の各々はここで引用により取り込むものとする。
発明分野 本発明は一般に光投影システムに係り、特に作動ミラ
ーアレイを用いて画素強度の変調を行う新規なシーン
（scene）プロジェクタに関する。
発明の背景 作動ミラーアレイは、光強度変調における一構成要素
として有用なものであり、上記特許出願第07/429,987号
および第07/448,748号に示されるように、各々のミラー
から反射されたビームは、スリット開口を通過する光束
により変調される。上記特許出願に示されるように、光
束は、開口に対するミラーの配向により制御される。圧
電アクチュエータであって、各々のアクチュエータに印
加された電気信号に応じて各々のミラーを作動するもの
が開示されている。印加電気信号は所望の変調度に相応
する。これらのアクチュエータ用の制御回路は出願番号
第07/504,125号に開示されている。圧電アクチュエータ
およびこれらのアクチュエータから構成されるミラーア
レイの幾つかの例が出願番号第07/494,579号に開示され
ている。
発明の要約 本発明によれば、広帯域光源からの光エネルギーが不
透明部材の開口上に集光される。開口から出射したエネ
ルギーは、放物面鏡により軸外で受光され、該ミラーに
より平行化される。平行化されたエネルギーは、作動ミ
ラーアレイの各々の平面ミラーにより反射される。この
ミラーアレイからの反射エネルギーは放物面鏡により開
口に向けて再反射される。各々の平面ミラーの配向によ
り、上記開口を通過しあるいは不透明部材の反射面によ
り反射される光束が決定される。各々のミラーから導出
される上記反射面から反射されたエネルギーは、対応す
る画素に対する光束強度に対応する。このエネルギーは
次にスクリーン上に集光され、情景が表示される。
本発明のこれらの目的およびその他の目的、利点、さ
らに特徴は、添付図面および請求の範囲に関係して、以
下の例示としての好適な実施例を考慮することにより当
業者には容易に明らかになろう。
図面の簡単な説明 図１は本発明の原理に従って構成されたシーンプロジ
ェクタの概略図である。
例示としての好適な実施例 ここで図面を参照すると、本発明の原理に従って構成
されたシーンプロジェクタ10が示してある。このシーン
プロジェクタ10は、光エネルギー源12と、集光レンズ14
と、光学的不透明部材16と、放物面鏡18と、作動ミラー
アレイ20と、コリメータレンズ22と、スクリーン24とで
構成される。
光エネルギー源12は広帯域エネルギー源であってもよ
い。光エネルギーはまた、長波長赤外線（LWIR）から紫
外線（UV）にわたるスペクトルを有するものであっても
よい。
光学的不透明部材16は、第１面26と、第２面28と、開
口30とを備えている。該第２面は、以下の説明から容易
に明らかなように光学的反射面とされている。
集光レンズは、光学的不透明部材16の第１面26と光エ
ネルギー源12の間に配置される。集光レンズ14は、光エ
ネルギー源12から出射された光エネルギーを開口30で集
光するように作用する。当該光エネルギーは、第１伝播
路32に沿って開口30から出射する。
放物面鏡は、第１伝播路32における軸外に配置されて
いる。言い換えれば、放物面鏡の集光軸が第１伝播路32
と一致しないように配置される。従って、第１伝播路32
に沿って伝播する光エネルギーは、放物面鏡で反射さ
れ、第２伝播路34に沿ってミラーアレイ20に向かう。第
１伝播路32からの放物面鏡18の集光軸のオフセット量
は、放物面鏡18が開口30から出射される光エネルギーを
コリメートする（平行にする）ように選択される。
ミラーアレイ20の各々のミラーは第２伝播路34内に配
置される。各々のミラーの配向はスクリーン24に表示さ
れるそれぞれの画素の強度を決定する。例えば、特定の
ミラーの平面が第２伝播路34に垂直に配置されるとき
は、その平面から反射される光エネルギーは第２伝播路
34に沿い放物面鏡18に戻ることになる。次に、この放物
面鏡18はこのようなエネルギーを第１伝播路32に沿い開
口30を通して再反射することになる。しかし、ミラーの
平面が垂直方向からずれているときは、反射光エネルギ
ーは第２伝播路からずれた経路に沿うことになる。この
ずれたエネルギーが放物面鏡18から開口30に向けて再反
射されるときは、その経路も第１伝播路32からずれるこ
とになる。従って、ミラーの平面のオフセット量が増加
すると、開口30に戻る光エネルギー束が減少し、これに
より第２面28から反射される光エネルギー束が増加する
ことになる。
米国特許第5,126,836号の第２カラム54行から第３カ
ラム22行、および第４カラム67行から第５カラム27行に
記載されているように、ミラーアレイ20の各々のミラー
はシーンプロジェクタのそれぞれの画素に対応してい
る。このミラーアレイの各々のミラーは、画素の所定強
度に従って、ある角度をなして傾斜、振動、または湾曲
されている。ミラーアレイは、それぞれが圧電結晶基板
上に設けられた複数の反射面を有している。作動ミラー
アレイの幾つかの実施例は、米国特許第5,126,836号第
２カラム65行から第４カラム66行に記載されている。光
ビームはそれぞれ、各々のミラーの下の圧電結晶に電気
信号を印加することにより変調される。より詳細には、
ミラーの圧電結晶に電圧が印加されると、各々のミラー
の反射面は、用いる実施例に従って、振動、傾斜または
湾曲し、ビームを第２伝播路34とは異なる経路に沿って
反射させる。従って、反射光ビームの少なくとも一部は
部材16の第２面から、スクリーン24に向けて反射され
る。圧電結晶に電圧が印加されないときは、反射面は振
動、傾斜あるいは湾曲はせず、ミラーから反射されたビ
ームは第２伝播路と同じ経路に沿って反射され、部材16
の開口に向かう。次に、反射されたビームは開口を通過
し、スクリーン24に向けて部材16の第２面28から反射さ
れることはない。従って、ミラーの振動、傾斜あるいは
湾曲の度合いが、部材16の第２面28から反射する光の量
を決定し、それぞれの画素の強度を決定する。
米国特許出願第07/504,125号第１頁第29行から第３頁
第５行に記載されているように、シーンプロジェクタ
は、スクリーン上を水平方向にビームを連続してライン
走査して画像を形成する単一変調ビームを用いるように
してもよい。プロジェクタが多重光変調ビームを利用す
るときは、各々のビームは画像内のそれぞれ一列を走査
するように用いてもよい。多重ビームは、「プッシュ・
トレイス（push trace）」走査と呼ばれるパターンをな
してスクリーンを同時に横断する。このプッシュ・トレ
ース水平走査の間、各々のビームの強度は画素の各列毎
に変調されて画像を形成する。多重ビーム方式は、米国
特許出願第07/429,987号に開示されている。この米国特
許出願第07/429,987号に開示された多重ビーム方式にお
いては、ビームは回転多面鏡により水平方向に掃引され
る。一方、米国特許第5,126,836号においては、Ｍ×Ｎ
ミラーアレイを設けることにより回転ミラーは取り除か
れている。各々のミラーからの反射ビームは、表示画像
Ｍ×Ｎの各画素を現わすために用いられる。Ｍ×Ｎミラ
ーアレイを利用するシステムにおいては、各々のミラー
の下の圧電結晶に電気信号を印加することにより各ビー
ムが変調される。米国特許出願第07/504,125号には圧電
結晶に適当な電気信号を印加する際に用いられるスイッ
チングマトリクスが開示されている。米国特許出願第07
/504,125号第６頁、第24行から第14頁、第17行には二つ
の選択スイッチングマトリクスが詳細に示してある。
第２面28からの反射光エネルギーは第３伝播路36に沿
って伝播する。該第３伝播路にはコリメータレンズ22が
配置されてこのエネルギーからファン（fan）を排除
し、このエネルギーを平行化してスクリーン24上に表示
する。
各々のミラーから反射された光エネルギーは、その特
定の現在の配向に従う同様の経路に従って伝播する。通
常のミラーアレイおよび駆動回路は上記引用の特許に示
されている。本発明の一実施例においては、開口30はピ
ンホールとされている。
以上において、作動ミラーアレイを用いた新規なシー
ンプロジェクタについて説明した。当業者は、ここに示
した発明の概念から逸脱することなしに、上記実施例の
種々の利用が可能であり、またそれらの変形が可能であ
る。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】画素の強度を変調する装置であって、該装
    置は、 光エネルギー源と、 第１面と、第２面と、これらの面を貫通する開口とを備
    え、前記第２面が光学的反射面とされている光学的不透
    明部材と、 前記光エネルギー源からの光エネルギーを前記開口で集
    光させ、前記光エネルギーを第１伝播路に沿って前記開
    口から出射せしめる集光レンズと、 前記第１伝播路において軸外で配置されていて、第２伝
    播路に沿って前記光エネルギーを反射せしめる放物面鏡
    と、 前記第２伝播路に配置され、前記第２伝播路に沿って前
    記放物面鏡に戻る方向に前記光エネルギーを反射し、か
    つ前記画素に関連づけられた平面ミラーとを有し、該平
    面ミラーから反射された光エネルギーが前記放物面鏡に
    より前記開口に向けて再反射され、該平面ミラーの配向
    が、前記開口を通過する再反射エネルギー光束と、前記
    第２面により反射され第３伝播路に沿って伝播する再反
    射エネルギー光束とを決定し、前記第２面により反射し
    該第３伝播路に沿って伝播する光量が前記画素の強度を
    制御し、 該装置は更に前記第３伝播路に配置されたスクリーンを
    有し、前記第２面から反射された光エネルギーが該スク
    リーン上に集光されて前記画素を表示することを特徴と
    する装置。
  2. 【請求項２】前記第２面と前記スクリーンとの間に配置
    され、前記第３伝播路に沿い伝播する光エネルギーを前
    記スクリーン上に集光するコリメータレンズを更に有す
    る請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】前記開口はピンホールである請求項１記載
    の装置。
  4. 【請求項４】画像を画素アレイとして表示するシーンプ
    ロジェクタであって、該シーンプロジェクタは、 光エネルギー源と、 第１面、第２面、およびこれらの面を貫通する開口とを
    有し、前記第２面が光学的反射面とされている光学的不
    透明部材と、 前記光エネルギー源からの光エネルギーを前記開口で集
    光させ、該光エネルギーを第１伝播路に沿って前記開口
    から出射せしめる集光レンズと、 前記第１伝播路において軸外で配置され、前記光エネル
    ギーを第２伝播路に沿って反射する放物面鏡と、 複数の平面ミラーを有する作動ミラーアレイとを有し、
    前記平面ミラーの各々が前記画素アレイのそれぞれの画
    素に対応するようにされていて、さらに、前記ミラーの
    各々は前記第２伝播路に配置されて前記光エネルギーを
    前記第２伝播路に沿って前記放物面鏡に戻る方向に反射
    し、前記平面ミラーの各々から反射された光エネルギー
    は前記放物面鏡により前記開口に向けて再反射され、前
    記平面ミラーの各々の配向は、前記開口を通過する再反
    射エネルギー光束と、前記第２面により反射された第３
    伝播路に沿って伝播する再反射エネルギー光束とを決定
    し、前記第２面より反射される光量が前記画素の各々の
    強度を制御し、 該シーンプロジェクタは更に前記第３伝播路に配置され
    たスクリーンを有し、前記第２面から反射されたエネル
    ギーが該スクリーン上に集光されて前記画素を表示する
    ことを特徴とするシーンプロジェクタ。
  5. 【請求項５】前記第２面と前記スクリーンとの間に配置
    され、前記第３伝播路に沿い伝播する光エネルギーを前
    記スクリーン上に集光するコリメータレンズをさらに備
    える請求項４記載のシーンプロジェクタ。
  6. 【請求項６】前記開口はピンホールである請求項４記載
    のシーンプロジェクタ。
JP5507839A 1991-10-18 1992-10-16 シーンプロジェクタ Expired - Lifetime JP2611135B2 (ja)

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US779,540 1991-10-18
US07/779,540 US5245369A (en) 1989-11-01 1991-10-18 Scene projector

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JPH06503660A JPH06503660A (ja) 1994-04-21
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KR (1) KR970003290B1 (ja)
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