445379 A7 __B7____ 五、發明說明（1 ) 【發明之技術領域】 (請先閱諝背面之;i意事項再填寫本頁) 本發明係有關投影影像顯示之投影型顯示裝置及使用 於其之稜鏡。 【先行技術】 投影型顯示裝置，係使用電光學裝置形成調變光，藉 投影此調變光來顯示影像。所謂「電光學裝置」，一般係 指將顯示影像資訊之電訊號，更換爲調變光之裝置。作爲 此電光學裝置，係藉將對於照射於各像素之照明光之射出 方向因應影像資訊加以控制，利用調變光之光調變裝置等 。作爲此光調變裝置之例可舉出數位微型鏡裝置（digital micro mirror)(德州儀器公司（T I )之登錄商標。以下 稱爲「DMD」）之微型鏡光調變裝置。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製
DMD係具有對應於構成影像之複數像素之複數微型 鏡。複數之微型鏡係分別對應於各個影像資訊其傾斜變化 ，爲因應各微型鏡之傾斜而反射光。在各微型鏡所反射之 光中，向既定方向所反射之光，將成爲形成影像之光被利 用。第1 1圖，係表示先前之投影型顯示裝置之DMD與 稜鏡之說明圖。第11圖（A) ，( B ) ，( C ) ，( D )係分別表示正面圖，平面圖，右側面圓，斜視圖。稜鏡 600係配置於靠近DMD500之光照射面502。垂 直於DMD 5 0 0之光照射面5 0 2之中心軸5 0 0 a X 平行之軸視爲z軸，並&，從DMD 5 0 0向稜鏡6 0 0 之方向視爲正方向。又，垂直於z軸互相直行之軸之中將 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 445379 B7___ 五、發明說明（2 ) 水平方向之軸視爲X軸，將垂直方向之軸視爲y軸。以下 爲了使說明簡單’就射入於光照射面5 0 2中心之照明光 作爲代表說明。亦即’以下所說明之各照明光係表示各照 明光之中心光線（中心軸）。從沒有圖示之照明光學系射 出之照明光I 1將入射於稜鏡6 0 0。入射於棱鏡6 〇 〇 之照明光I1 ，將在稜鏡600之選擇反射透過面602 全部被反射。由選擇反射透過面6 0 2所反射之照明光ϊ 2，將照射於DMD500之光照射面502 = D M D 5 0 0將照射於光照射面5 0 2之照明光I 2，爲 因應影像資訊反射。由D M D 5 0 0反射之照明光之中， 反射於2方向之照明光I 3將成爲顯示影像之光被利用。 從DMD500射出之光I 3將入射於稜鏡600，透過 選擇反射透過面6 2 0，射出於沒有圖示之投影光學系方 。入射於投影光學系之光被投影而顯示影像。 【發明所欲解決之問題】 各微型鏡，係將第1 1圖（Α)之Μ軸平行之軸作爲 支軸，因應電訊號如蹺蹺板變化其傾斜。藉這種微型鏡之 傾斜爲了能夠切換各像素之Ο N/0 F F，在入射於 D M D之照明光之入射角度具有既定之制約。亦即，如第 1 1圖（A )所示，將各照明光之光徑投影於平行於光照 射面5 0 2之X y平面上時，入射於光照射面5 0 2之照 明光I 2之光徑，爲設定成對於X軸平行之中心軸L X能 夠朝向右斜下約45度方向。又，如第11圖（D)所示 ------------ 裝 i I i I I 訂 i i I I I !線. ί請先背面之;i意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用_國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 r 4453 7 9 A7 __B7 五、發明說明（3 ) ’於包括照明光I 2及調變光I 3之面內，設定成對於光 照射面5 0 2之照明光I 2之入射角爲能夠成爲約2 0度 α 於稜鏡6 0 0，爲了滿足上述制約，如第1 1圖（a )所示，將入射於選擇反射透過面6 2 0之照明光I 1之 光徑投影於X y平面上時，設定成能夠與照明光I 2之光 徑變成平行。因此，射出照明光I 1之照明光學系，通常 係配置於右斜下約4 5度方向。其結果，於作爲電光學裝 置使用DMD之先前投影型顯示裝置，作爲配置照明光學 系之空間，不僅是水平方向在垂直方向也需要某程度之空 間，具有投影型顯示裝置薄型化困難之問題。 本發明之目的係提供一種，如D M D，將照射於光照 射面之光射出方向，藉因應影像資訊加以控制，於使用調 變光之光調變裝置之投影型顯示裝置，達成投影型顯示裝 置小型化之技術。 【解決問題之手段及其作用，效果】 爲了解決上述問題，本發明之投影型顯示裝置，係投 影型顯示影像的投影型顯示裝置，其特徵爲具備； 射出照明光的照明光學系，及 藉由因應影像資訊控制被照射於光照射面的光的射出 方向，來調變光的光調變裝置，及 投影從上述光調變裝置射出的光的投影光學系•及 被設於上述光調變裝置與上述投影光學系之間的棱鏡 —-----------— — ! — — —訂---------- <請先閱*讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 44537 9 A7 __B7__ 五、發明說明（4 )
I 上述稜鏡，爲具有反射從上述照明光學系射出而入射 的照明光，以既定的角度入射至上述光照射面，同時透過 從上述光調變裝置射出的光而朝向上述投影光學系的方向 射出的選擇反射透過面； 上述選擇反射透過面，係以在對平行於上述光照射面 的平面上投影上述照明光的光徑時，從上述照明光學系射 出而入射至上述選擇反射透過面的照明光的中心軸，具有 與以上述選擇反射透過面反射而入射至上述光照射面的照 明光的中心軸的傾斜角度相異的傾斜角度的方式被形成的 0 於本發明之投影型顯示裝置，可配置光學系，使當在 平行於光照射面之平面上投影照明光之光徑時，從照明光 學系射出而入射於選擇反射透過面之照明光之中心軸，爲 以選擇反射透過面反射而入射至光照射面的照明光之中心 軸之傾斜具有相異傾斜。藉此，就可達成投影型顯示裝置 之小型化。 於上述投影型顯示裝置， 上述光照射面，具有約略矩形的輪廓， 在對上述平行於光照射面的平面上投影上述照明光的 光徑時 > 以上述選擇反射透過面反射而入射至上述光照射 面的中心軸，對上述光照射面的輪廓的邊具有約4 5度的 傾斜角度。 於先前之投影型顯示裝置’在上述光照射面平行的平 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝--------訂I (請先與讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 “5379 A7 _B7 五、發明說明（5 ) 面上投影上述照明光之光徑時，入射於上述選擇反射透過 面之照明光的中心軸，若對上述光照射面之輪廓的邊具有 約4 5度的傾斜時，作爲照明光學系之配置空間就需要最 大的空間。所以，於上述投影型顯示裝置，小型化之效果 最大。 本發明之棱鏡，係把來自第1方向的入射光反射ifii對 第2方向作爲反射光射出，同時使來自第3方向的入射的 光透過而射出的稜鏡，其特徵爲： 將上述入射光以及上述反射光的光徑投影於既定的平 面上時，上述入射光的中心軸，以具有與上述反射光的傾 斜角度不同的傾斜角度的方式，具備供反射上述入射光之 用的光選擇反射透過面。 若將本發明之稜鏡，使用於投影型顯示裝置時，就可 得到與上述投影型顯示裝置同樣之作用1效果。 【發明之實施形態】 茲參照圖面說明本發明之實施例如下。按，於以下之 實施例，沒有特別加以說明，將互相直交之3支軸視爲X ，y，z ，將光之進行方向（與光軸平行之方向）視爲z 軸方向，將水平方向及垂直方向，分別視爲X軸方向，y 軸方向。 第1圖係本發明一實施例之投影型顯示裝置之要部以 平面所視之槪略構成圖。此投影型顯示裝置1 0 〇 0 ’係 具備；照明光學系1〇〇，微型鏡光調變裝置200，與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- <請先閱•讀背面之注意事項再填寫本頁) 445379 A7 ___B7__ 五、發明說明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 稜鏡3 0 0，與投影透鏡（投影光學系）4 0 0。微型鏡 光調變裝置2 0 〇，與投影透鏡4 0 0係配置成對準各個 中心軸2 0 0 a X，3 0 0 a X。照明光學系1 0 0係如 後述，由於照明微型鏡光調變裝置2 0 0之光的入射角之 制約，照明光學系之中心軸1 0 0 a X，爲配置成對微型 鏡光調變裝置2 0 〇之中心軸（光照射面2 0 2之法線） 2 〇 〇 a X具有既定之傾斜。在此，所謂「光照明面」， 係將所照射之光成爲形成影像之光可利用之領域，亦即， 表示後述之形成有微型鏡之領域之狹義光照射面。但是， 在下面有時將包括形成有微型鏡之領域外側，照射光之整 個領域也稱爲光照射面。 照明光學系100，係具備；光源部110，與第1 聚光透鏡（c ο n d e n s e r 1 e n s ) 1 2 0，與色輪（c ο 1 〇 u r w h e e 1 )130，與第2聚光透鏡140，與第1透鏡陣列 150，與第透鏡陣列160，與重疊透鏡170。這些 光學元件100，120，130，140，150， 1 6 0，1 7 0，係沿著照明光學系1 0 ◦之中心軸 1 0 0 a X依序配置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 光源部110，係具有光源燈112與凹面鏡114 。光源燈1 1 2係射出放射狀之光線之放射光源。作爲光 源燈1 1 2係使用金屬鹵化物燈（metal halide lamp )或高 壓水銀燈等高壓放電燈。凹面鏡1 1 4係從光源燈1 1 2 之放射光線被反射能夠入射於第1聚光透鏡1 2 0，從開 口部1 1 6成爲聚光光射出之橢圓面凹面鏡。作爲凹面鏡 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4453 Ο Α7 __Β7___ 五、發明說明（7 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 1 4也可使用反射從光源燈1 1 2之放射光線，成爲約 平行光射出之拋物面鏡。在此時，爲了將約平行光能夠入 射於聚光透鏡120，在光源部1 10，與聚光透鏡 1 2 〇之間，也可附加另外聚光透鏡。 第1聚光透鏡1 2 0係爲了照射於色輪1 3 0之光點 變小，將來自光源部1 1 0之光聚光於色輪1 3 0上所用 之光學元件。 第2圖係將色輪1 3 0從光源部1 1 〇側所視之正面 圖。色輪1 3 0，係在沿著迴轉方向所區隔之3個扇形領 域形成3個透過型濾色器130R，130G，130B 者。第1濾色器1 3 0 R係透過紅色波長領域之光（以下 ，稱「紅色光R」），具有反射或吸收其他波長領域之機 能。同樣地，第2及第3濾色器130G，130B，係 分別透過綠色，藍色之波長領域之光（下面，分別稱爲「 綠色光G」，「藍色光B」），具有反射或吸收其他波長 領域之光之機能。濾色器，係例如電介質多層膜，或使用 染料所形成之濾色板等所構成。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 色輪1 3 0係配置成由第1聚光透鏡1 2 0所聚光之 光點SP爲照射於從色輪1 3 0之中心軸1 3 0 a X偏移 之既定周邊位置。並且，色輪1 3 0，係由沒有圖示之馬 達將中心軸（迴轉軸）1 3 0 a X爲中心以一定速度迴轉 。此時，光點S P係因應色輪1 3 0之迴轉’將濾色器 130R，130G，130B之各領域以一定間隔循環 式地照射。此結果，透過色輪1 3 0之光’係因應色輪 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 445379 A7 B7 五、發明說明（8) 1 3 0之迴轉，循環式地變化紅色光R，綠色光G ’藍色 光B。 第1圖之聚光透鏡1 4 0係具有聚光透過色輪1 3 0 之光能夠入射於第1透鏡陣列1 5 0之機能。於實施例’ 第2聚光透鏡1 4 0係設定成透過色輪1 3 0之發散光約 略成爲平行光。 第1透鏡陣列1 5 0，係由具有四邊形狀輪廓之複數 小透鏡1 5 2所構成之透鏡陣列。此第1透鏡陣列1 5 0 係將從第2聚光透鏡1 4 0射出之約平行之光分割成對應 於複數小透鏡1 5 2之複數部分光線束，並且，具有將各 部分光線束分別聚光於第2透鏡陣列1 6 0之機能。 第2透鏡陣列1 6 0係具備對應於第1透鏡陣列 1 5 0之各小透鏡1 5 2之小透鏡1 6 2。第2透鏡陣列 1 6 0係具有從第1透鏡陣列1 5 0射出之部分光線束之 各個中心軸能夠與中心軸a X約略整齊成平行之機能。按 ，第2透鏡陣列1 6 0之各小透鏡1 6 2，若對應從第1 透鏡陣列1 5 0射出之各部分光線束可入射時1也可採取 四邊形以外之形狀。於本實施例，係使用只有第1透鏡陣 列1 5 0 (凸面）之方向相異之透鏡陣列。 重疊透鏡1 7 0具有係將從第2透鏡陣列1 6 0射出 之複數部分光線束在微型鏡光調變裝置2 0 0之光照射面 2 〇 2上重疊之機能。 2個透鏡陣列150，160，與重疊透鏡170 ’ 係構成所謂集成（integrated )光學系。藉此，照明光學系 -------------Μ.---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS) A4規格（210 x 297公釐） -11 - b3 Α7 Β7 4453 五、發明說明（9 ) 1 0 0係均勻地照明微型鏡光調變裝置2 0 0之光照射面 2 0 2° (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 微型鏡光調變裝置2 0 0，係將照射於光照射面之照 明光因應影像資訊藉由微型鏡反射加以調變，將其光射出 於投影透鏡4 0 0之光調變裝置。第3圖係表示屬於微型 鏡光調變裝置2 0 0例之DMD之說明圖。如第3圖（A )所示，在DMD200之光照射面202，有具有略成 正方形輪廓之複數微型鏡2 0 4形成爲矩陣狀。各微型鏡 2 0 4，係將連結左下與右上頂點之對角線作爲轉動軸 2 0 4 c形成爲可由既定角度範圍轉動。這些微型鏡 2 0 4係對應於構成影像之各像素。 於此，將光照射面2 0 2之水平方向軸視爲h，將垂 直方向軸視爲v。又，爲了說明容易了解，照射於光照射 面2 0 2之照明光，係以此代表之中心光線（入射光線） 1 R表示。爲了使裝置之構成容易，照射於DMD 2 0 0 之照明光I R，係具有對各微型鏡2 0 4之轉動軸 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 0 4 c垂直之入射面較佳。於此，轉動軸2 0 4 c因係 連結微型鏡2 0 4之左下與右上之頂點之對角線，所以， 對於水平軸h具有向右斜上方向約4 5度之傾斜。因此， 照射於D M D 2 0 0之照明光I R，係如第3圖（A )所 示，對投影於光照射面2 0 2上之照明光I R之水平軸h 之傾斜0 h爲能夠成爲約4 5度從右斜下方向入射。又， 如第3圖（B )所示，照明光I R，係入射成對光照射面 2 0 2之法線2 0 0 a X之傾斜0 L能夠變成約2 0度。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 445373 A7 _______ B7 五、發明說明（10) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第3圖（C )係表示，包括對於微型鏡2 〇 4之入射 光與反射光之入射面’亦即，對轉動軸2 〇 4 c垂直剖面 之光徑。微型鏡2 0 4係對於平行光照射面2 〇 2之平面 F (於第3圖（C)以虛線表示），將轉動軸204c爲 中心轉動約± ( Θ L / 2 )度（与± 1 〇度）。按，沿時 針之角度視爲正。照明光I R，係如上述，從平面F之法 線Fn傾斜+0L ( (%十1〇度）方向入射於微型鏡 2 0 4。 微型鏡2 0 4爲對平面F只傾斜+ ( 0 L / 2 )狀態 時，照明光I R，係從照明光I R只傾斜_ β L方向，亦 即，平行於法線Fn方向成爲反射光rr ( + 0L/2) 射出。若微型鏡2 04只傾斜（一 0L/2)狀態時，照 明光I R，係在從照明光I R只傾斜一（3 Θ L )方向 ，成爲反射光R R (- Θ L / 2 )射出。像這樣，照射於 微型鏡204之照明光IR，係因應微型鏡204之轉動 角度向不同方向反射而射出。例如，在反射光R R ( + Θ L/2 )方向配置投影透鏡時，只有反射光RR ( 經濟郤智慧財產局員工消费合作社印製 + 0 L/2 )成爲形成影像之光被利用。藉此，於微型鏡 2 0 4只傾斜+( Θ L / 2 )傾斜之狀態，反射光爲經由 投影透鏡投影實現明顯示，微型鏡2 0 4於只傾斜一（ 0 L / 2 )之狀態下，反射光爲不經由投影透鏡投影而實 現暗顯示。中間之灰度等級（gradation )’係1個像素描 繪影像之一定時間之中’因應灰度等級來控制明與暗之顯 示比率之手法（所謂稱爲脈衝幅度調變之手法）加以實現 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Α7 ---Β7_ 五、發明說明（Μ) ο 第1圖之稜鏡3 0 0，係具有將反射從照明光學系 1 0 0射出而入射之照明光在D M D 2 0 0之光照射面 2 0 2以既定角度入射之機能。又，具有從DMD 2 0 0 射出透過調變光向投影透鏡4 0 0方射出之機能。通常， 爲設定成從照明光學系1 0 0之入射光全部反射。按，投 影透鏡4 0 0，係如上述，配置成將於微型鏡2 0 4只傾 斜-（β L / 2 )狀態之反射光形成爲影像所需之光被利 用。藉此，因應影像資訊從微型鏡光調變裝置2 0 0射出 之調變光爲經由投影透鏡4 0 0投影，顯示影像。按，有 關稜鏡3 0 0之詳細構成將後述。 從照明光學系1 0 0，係如上述，因應色輪1 3 0之 迴轉，紅色光R，與綠色光G，與藍色光Β爲以一定間隔 循環式地射出。此時，將微型鏡光調變裝置2 0 0之各微 型鏡2 0 4，藉因應所照射色光對應影像資訊加以控制， 就可顯示彩色影像。按，省略色輪1 3 0，也可顯示黑白 影像。於此時，也可省略2個聚光透鏡1 20，140。 又，也可將光源部1 1 0之凹面鏡1 1 4替代爲拋物面鏡 ，射出約略平行之光。 本發明之投影型顯示裝置1 0 0 〇，係在稜鏡3 0 0 之構造具有其特徵。第4圖係表示稜鏡3 0 0構造之說明 圖。第4圖（Α)係表示稜鏡300之斜視圖。棱鏡 300係具有2個稜鏡柱300Α，300Β。 第5圖係表示第1稜鏡柱3 0 0Α構造之說明圖。第 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---- 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -14 - 4 4 5 3 7 9 A7 B7 五、發明說明（12) 5圖（A) ’ ( B ) ，( C ) ’ （F)係分別表示平面圖
，正面圖，右側面圖’斜視圖。又，第5圖（D ) ，（ E (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) )係表示第5圖（F )之D方向及從R方向所視之箭頭符 號圖。第1稜鏡柱3 0 〇 A之各頂點之位置，係由符號 V 1〜V 8所示。如第5圖（F )之斜視圖所示，第i稜 鏡柱3 0 0A，係具有面V5V6V7V8 (下[tj 310A)，與面 V1V2V3V4(上面 312A)， 與面V1V5V6V2 (側面302A)，與面 V8V7V3V4 (側面 304A)，面 V4V8V5V1 (側面306A) ’與面V2V6V7V3 (側面 3 0 8 A )之柱狀6面體。D方向係平行於連結2個頂點. V5 ’ V6之稜線V5V6之方向，E方向係平行於連結 2個頂點V8，V5之稜線V8V5之方向。於第5圖（ A)之平面圖，棱鏡柱300A，係形成連結2個頂點 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 VI ’ V2之稜線V1V2，與連結2個頂點V4，V3 之稜線V 4V 3所成之角度爲變成約3 5度，稜線 V1V2 ’與連結2個頂點V3，V2之稜線V3V2所 成之角度爲變成約1 2 5度，連結側2個之頂點V 1 ， V4之稜線V1V4，與連結2個頂點V3，V4之稜線 V3V4所成之角度約變成1〇〇 _ 9度。又，於第5圖 (B )之正面圖，側面3 0 8 A，係形成爲垂直於下面 3 1 0A及上面3 1 2A。並且，於第5圖（D)之箭頭 符號圖，形成爲側面3 0 2 A與底面3 1 〇A所成之角度 爲變成約90.9度，第5圖（E)之箭頭符號圓，形成 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） 44^379 A7 B7 五、發明說明（13) 爲側面3 0 6 A與底面3 1 Ο A所成之角度爲變成約 9 7 · 9 度。 第6圖係表示製作第1稜鏡柱3 Ο Ο A方法之說明圖 。第6圖（A)係表示製作第1稜鏡柱300A所用之直 角稜鏡30AO之平面圖，第6圖（B) ， （C)係表示 第6圖（A)之B方向及C方向所視之箭頭符號圖。B方 向係下面31OAO與切斷面SL2之交線SL2D平行 之方向，C方向係下面3 1 0A與切斷面S L 1之交線 SLID平行之方向。直角稜鏡300AO，係底面，亦 即下面3 1 OAO與上面3 1 2A0之形狀爲直角三角形 ’ 3個側面302A〇，3〇4A〇，306AO爲長方 形之三角柱狀稜鏡。稜鏡柱3 Ο Ο A係將直角稜鏡 300AO沿著3個切斷面SL1 ，SL2，SL3所切 斷加以製作。按，直角稜鏡3 Ο Ο A0上之上面 3 1 2A ◦與下面3 1 OAO，係如第5圖（A)所示相 當於棱鏡柱3 Ο 0A之上面3 1 2A與下面3 1 0A。 如第6圖（A)所示，切斷面SL 1與直角稜鏡 300A之上面3 1 2A之交線SL1U，係對於側面 304AO具有約35度。又，如第6圖（C)所示，切 斷面SL 1 ’係對於下面3 1 OAO具有約9 0 · 9度之 傾斜。在這種切斷面SL1藉切斷直角稜鏡300AO， 如第5圖（D )之箭頭符號圖所示對於第1稜鏡柱 300A之下面3 10A具有約90 _ 9度可形成側面 3 0 2 A 。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） <請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) -I · I I I I I I I 訂· II I I I --- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16- ^45379 A7 —___B7__ 五、發明說明（14) 如第6圖（A)所示’切斷面s L 2與直角稜鏡 300八之上面3 12六之交線31^211，係對於側面 <請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 304AO具有約1〇〇 9度之傾斜。又，如第6圖（ B)所示’切斷面SL2，係對於下面3 10AO具有約 97 9度之傾斜。在這種切斷面SL 2藉切斷直角稜鏡 3 0 OA ◦，如第5圖（E )之箭頭符號圓對於棱鏡柱 3 0 0A之下面3 1 0A可形成具有約9 7 · 9度傾斜之 側面3 0 6 A。 如第6圖（A )所示’切斷面S L 3係垂直於側面 3 0 4AO。在這種切斷面S L 3藉切斷稜鏡3 0 OAO ’如第5圖（A )所示連結頂點V 1 ，V 2之稜線 V 1V2與連結頂點V2，V3之稜線V3V2所成之角 度能夠成爲1 2 5度可形成側面3 ◦ 8A。 第7圖係表示第2稜鏡柱3 0 0 B構造之說明圖。第 7圖（A) ，（B) ’ ( C ) ，（E)係分別表示平面圖 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ，正面圖’右側面圖’斜視圖。又，第7圖（D )，係表 示從第7圖（E )之D方向所視之箭頭符號圖。第2稜鏡 柱3 0 0 B各頂點之位置，係由符號P 1〜p 8表示。如 第7圖（E)所示，第2稜鏡柱300B，係具有面 P5P6P7P8C下面310B)，與面 P1P2P3P4C下面312B)，與面 P4P8P7P3(側面 302B)，與面 P1P5P6P2 (側面 304B)，與面 P2P6P7P3C側面306B)，與面 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ 445379 A7 ------------- B7 五、發明說明（15) ρ4Ρ8Ρ5Ρ1 (側面308B)之柱狀6面體。D方 向爲平行於連結2個頂點P8，P7之稜線P8P7之方 向。於第7圖（A)之平面圖，稜鏡柱300B，係形成 爲：連結2個頂點p 2，P 1之稜線P 2 P 1 ，與連結2 個頂點P3 ’ P4之稜線P3P4所成之角度變成約35 度’連結2個頂點Pl，P2之稜線P1P2，與連結2 個頂點P3，P2之稜線P3P2所成之角度變成約90 度’連結2個頂點P2，P3之稜線P2P3，與連結2 個頂點P4，P3之稜線P4P3所成之角度變成約55 度。又，於第7圖（B)之正面圖，側面306B， 3 〇 8B係形成爲與下面3 1 0B及上面3 1 2B成爲垂 直。並且，於第7圖（D)之箭頭符號圖，形成爲側面 302B (面 P4P8P7P3)與底面 310B (面 P5P6P7P8)所成之角係成爲約89 · 1度。又， 於第7圖（C)之右側面圖，形成爲連結2個頂點P5， P1之稜線P5P1 ，與連結2個頂點P8，P4之稜線 P8P4所成之角度變成約12度。 第8圖係表示製作第2稜鏡柱3 0 Ο B方法之說明圖 。第8圖（A)，係製作第2稜鏡柱300B所用之直角 稜鏡30BO之平面圖，第8圖（B)係表示從第8圖（ A )之B方向所視之箭頭符號圖。B方向下面3 1 0 B 0 與切斷面S L 4之交線S L 4 D平行之方向。此直角稜鏡 300BO，係通常，使用與直角稜鏡300AO與形狀 或特性相同者。稜鏡柱3 Ο Ο B，係將沿著直角稜鏡 --------111— . 1 1 I I I I 訂·1111 *^ . _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18- 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 4453 7 9 A7 _____B7_____ 五、發明說明（16) 300B藉沿著2個切斷面SL4，SL5切斷製作。按 ’直角稜鏡300BO之上面3 1 2B0，與下面 3 1 0BO ’與側面304BO，與側面306B ◦，係 相當於第7圖（A)所示稜鏡柱300B之上面3 1 2B ’與下面3 1 Ο B，與側面3 0 4 B，與側面3 0 6 B。 如第8圖（A)所示，切斷面s L 4與直角棱鏡 3 Ο Ο B 0上面3 1 2 B 0之交線s L 4 U，係對於側面 304BO具有約35度。又，如第8圖（B)所示，切 斷面SL4 ’係對於下面3 10BO具有約89 . 1度之 傾斜。以這種切斷面S L 4藉切斷直角稜鏡3 Ο Ο B 0， 如第7圖（D )所示形成具有對於稜鏡柱3 〇 〇 B之下面 310A具有約89.1度傾斜之側面302B。 如第8圖（A )所示，切斷面s L 5，係上面 3 1 2B0與下面3 1 OBO與側面3 0 4BO垂直之面 。以這種切斷面S L 5藉切斷直角稜鏡3 Ο Ο B 0，如第 7圖（B)所示，可形成上面3 1 2B與下面3 1 0B與 側面3 0 4 B垂直之側面3 0 8 B。又，如第8圖（B ) 所示’切斷面SL4，係對於下面3 1 OBO具有約 89 . 8度之傾斜。因此，以這種切斷面SL4，SL5 藉切斷直角稜鏡3 Ο 0BO，如第7圖（C)所示，可具 有連結2個頂點P5 ’P1之稜線P5P1與連結2個頂 點P8 ’ P4之稜線P8P4所成之角度變成約1 · 1度 可形成側面3 0 8 B。 稜鏡3 0 0係如第4圖（A)所示，上述第1稜鏡柱 I I -------I I » I I I----^ 11111111 I <請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19- 45379 A7 _____B7__ 五、發明說明（17 ) 3 ◦ Ο A之側面3 ◦ 2 A，與第2稜鏡柱3 Ο Ο B之側面 3 0 2 B ’爲經由沒有圖示之間隔件接合。因此，在稜鏡 柱3 Ο Ο A之側面3 0 2 A與稜鏡柱3 Ο Ο B之側面 3 0 2 B之間，形成有相當於間隔件高度之空隙。此空隙 ’係通常爲0 . 0 1mm程度。2個稜鏡柱300A， 3 Ο 0 B之折射率n係約1 . 5 6 8 8 3。藉此，側面 3 0 2 A ’係具有因應光之入射角變化反射與透過之特性 之選擇反射透過面之機能。按，2個稜鏡柱3 0 0 A， 300B之折射率n或2個側面302A，302B間之 空隙之大小’係並非限定如上述，依所要求之規格可調整 σ 如第4圖（Β )之平面圖所示，由上述2個稜鏡柱 300Α，300Β所構成之稜鏡300之側面306Α 與上面3 1 2Α之交線3 1 6Α，係對於垂直於側面 3 0 4Α之中心軸C L ζ平行之拉出線P L ζ形成爲具有 約10 9度之傾斜。又，側面302Α與上面312Α 之交線3 1 8 A，係對於平行於側面3 0 4 Α之中心軸C 平行之拉出線P L X形成爲具有約3 5度傾斜。並且，如 第4圖（E)之背面圖所示，側面304A與306A之 交線3 1 4 A，係對於中心軸C L z，C L X垂直之中心 軸CLy平行之拉出線可形成具有約8.1度傾斜之傾斜 〇
第9圖係表示經由稜鏡3 0 0入射於DMD 2 0 0之 照明光之說明圖。第9圖（A ) ， ( B ) ，( C ) ，( D (請先¾讀背面之注項再填寫本頁) ί 裝--------訂---I--— — ·線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 445379 A7 _B7 五、發明說明（18) )係分別表示正面圖，平面圖，右側面圖，斜視圖。稜鏡 3 0 0係對於光照射面2 0 2靠近配置成側面3 0 4 A約 略成爲平行。稜鏡3 0 0之中心軸C L z ，係配置成對準 於垂直於DMD 2 0 0之光照射面2 0 2垂直之中心軸 2 0 0 a X。將平行於此中心軸之軸視爲z軸，並且，將 從DMD 2 0 0向稜鏡3 0 0之方向視爲正方向。父，垂 直於Z軸互相直行之軸之中，將水平方向之軸視爲X軸， 將垂直方向之軸視爲y軸。稜鏡3 0 0之中心軸C L X， C L y，係分別配置成與X軸，y軸平行。下面爲了容易 說明，就入射於光照射面2 0 2中心之照明光作爲代表說 明。亦即，下面說明之各照明光，係表示各照明光之中心 光線（中心軸）ϋ 如弟9圖（Β )所不’從沒有圖不之照明光學系 1 0 0射出之照明光I 1 ，將垂直地入射於稜鏡3 0 0之 側面3 0 6 Α。入射於稜鏡3 0 0之照明光I 1，係在稜 鏡3 0 0之選擇反射透過面3 0 2 A被全部反射。在選擇 反射透過面3 0 2 A被反射之照明光I 2，係從側面 3 0 4 A射出’而照射於DMD 2 0 0之光照射面2 0 2 。DMD200，係將照射於光照射面202之照明光
I 2，因應影像資訊反射。在DMD 2 0 0所反射之照明 光之中’向z方向反射之調變光I 3，係被利用爲顯示影 像之光°SDMD200射出之調變光I3係垂直地入射 於稜鏡3 0 0之側面3 0 4A，而透過選擇反射透過面 302A，並且’也透過側面302B，從側面304B 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -21 - C請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)
I 丨 I I I 訂---I I I I I 45379 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（19) 射出於沒有圖示之投影透鏡4 0 0方。 爲了滿足第3圖所說明之制約，照射於光照射面之照 明光I 2之光徑，係如第9圖（A )所示，投影於平行光 照射面2 0 2之X y平面上時，設定成對於X軸平行之中 心軸L X (平行於稜鏡3 0 0中心軸C L X之中心軸）朝 右斜下約4 5度之方向。又，如第9圖（D)所示，於包 括照明光I 2之光徑及調變光I 3之光徑之入射面內，照 明光I 2之入射角度爲約2 0度。 另一方面，從側面306A入射之照明光I1之光徑 ，係如第9圖（A )所示，投影於平行光照射面2 0 2之 X y平面時，對於中心軸L X具有右斜下約8 . 1度之傾 斜。因此，將對於投影在X y平面之照明光I 1之中心軸 L X之中心軸L X之傾斜，可將投影於X y平面之照明光 I 2之傾斜變成較小。 第1 0圖係將於本實施例之投影型顯示裝置之全體尺 寸，與先前之投影型顯示裝置之全體尺寸比做較所表示之 說明圖。如第10(A)所示，於先前之投影型顯示裝置 ，照明光學系1 〇 〇係在平行於DMD 5 0 0之略呈矩形 狀之光照射面2 0 2之X y平面，配置成投影從照明光學 系1 0 0射出之照明光I 1之光徑時，照明光I 1之光徑 爲對於X軸朝向右斜下約4 5度之方向。另一方面，如第 1 0圖（B)所示，於本實施例之投影型顯示裝置 1 0 0 0，照明光學系1 0 0係在平行於DMD 2 0 〇之 略呈矩形狀之光照射面2 0 2之X y平面，投影從照明光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
——-----訂-------—I 44537 9 A7 ____B7__ 五、發明說明（20) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 學系1 0 0射出之照明光I 1之光徑時，配置成照明光 I 1之光徑對於X軸朝向右斜下約8 1度方向就可以。 因此’於本實施例之投影型顯示裝置1 〇 〇 〇，作爲配置 照明光學系1 0 0所需之空間，將垂直方向之空間可較先 前變少。藉此，與先前相較可達成投影型顯示裝置之小型 化。 又，於本實施例，將入射於稜鏡3 0 0之照明光I 1 之光徑投影於平行DMD 2 0 0之光照射面2 0 2之X y 平面時，照明光I 1之光徑，設定成對於X軸朝向右斜約 8 · 1度方向之情形爲例說明*但是並非限定於此。但是 ’也可構成其稜鏡爲例如，照明光I 1之光徑爲具有朝向 對於X軸較右斜下約4 5度爲大之傾斜方向。此情形時， 則如第1 0圖（C )所示，作爲配置照明光學系1 〇 〇所 需之空間’將水平方向之空間較先前可變少。此情形時， 也較先前可達成投影型顯示裝置之小型化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 按，於上述實施例，作爲微型鏡光調變裝置2 0 0所 使用之D M D，係設定成投影於平行光照射面2 0 2之 xy平面之照明光I2之光徑爲對於X軸朝向右斜下約 45度方向’並且，於包括照明光I2之光徑及調變光 I 3之光徑之入射面，照明光I 2之射入角爲具有約2 0 度之制約做了說明，但是並非限定於此者。例如，也可以 爲照明光I 2之光徑對於X軸較右斜下約4 5度爲大的傾 斜，或具朝向小的傾斜方向設定之制約之微型鏡光調變裝 置。於此情形時，稜鏡之選擇反射透過面，係對於微型鏡 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） A7 44537 9 B7____ 五、發明說明（21 ) 光調變裝置之光照射面平行之既定平面投影照明光之光徑 時，從照明光學系射出入而射出選擇反射透過面之照明光 之中心軸，爲形成爲與在選擇反射透過面所反射射入於光 照射面之照明光之中心軸之傾斜具有相異傾斜就可以。 又，於上述投影型顯示裝置，具有透鏡陣列與重疊透 鏡之具備集成光學系之照明光學系之情形爲例做了說明， 但是並非限定於此。例如，也可以使用具備稱爲集成桿之 稜鏡之集成光學系之照明光學系。又，也可以利用只要可 照明不使用微型鏡光調變裝置之光照射面之照明光學系。 於上述例，雖然使用微型鏡光調變裝置之投影型顯示 裝置爲例說明，但是並非限於此，將照射光照射面之照明 光之射出方向藉因應影像資訊加以控制，就可利用於調變 光之種種光調變裝置。 按，本發明係並非限於上述實施例或實施形態，於不 脫離其要旨之範圍可實施於種種態樣。 —.圖式之簡單說明 第1圖係作爲本發明一實施例之投影型顯示裝置之要 部以平面所視之槪略構成圖。 第2圖係將色輪1 3 0從光源側1 1 0所視之正面圖 〇 第3圖係表示微型鏡光調變裝置2 0 0例之DMD說 明圖。 第4圖係表示稜鏡3 0 0構造之說明圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -24- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 445379 A7 ____B7_____ 五、發明說明（22 ) 第5圖係表示第1稜鏡柱3 〇 〇A構造之說明圖。 第6圖係表示關於製作第1稜鏡柱3 〇 〇 a之方法之 說明圖。 第7圖係表示第2稜鏡柱3 〇 〇 b構造之說明圖。 第8圖係表示關於製作第2稜鏡柱3 〇 〇 β方法之說 明圖。 第9圖係表示經由稜鏡3 〇 〇入射於DMD 2 0 0之 照明光之說明圖。 第10圖係將於本實施例之投影型顯示裝置之全體尺 寸’與先前之投影型顯示裝置之全體尺寸比較表示之說明 圖。 第1 1圖係表示先前之投影型顯示裝置之DMD與稜 鏡之說明圖。 【符號之說明】 10 0. . •照明光學系，1 0 0 a X ..··中心軸 ，1 1 ◦ · · · 光源部，1 1 2 · · •光源燈， 114.· •凹面鏡，1 1 6 · 開 口部， 120..·第1聚光透鏡，130··..色輪， 130R，13〇G，130B· .濾色器（透過型 濾色器），1 3 0 a X .中心軸，1 4 0 . · 第 2聚光透鏡，150. ··第1透鏡陣列， 15 2·· •.小透鏡，1 6 0 . •.第2透鏡陣列， 162·..，小透鏡，170· . .重疊透鏡， -----------11111111 (請先St?背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國固家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） -25- A7 445 3 7 9 B7_ 五、發明說明（23) 2 0 0- · •微型鏡光調變裝置（D M D )， 2 0 0 a X · · •中心軸，2 0 2 ·-光照射面， (請先Μ 讀背面之沒意事項再填寫本頁) 3 0 0 A · ·.第 1 稜鏡柱，300B，- 第 2 稜 鏡柱，3〇2八，304八，306八，308八··. 側面，3〇23，304已，3〇63，3085.·· 側面，302A· ，·選擇反射透過面，310A.-. 下面，31〇B_ •下面，312A· •上面， 3 1 2 B · · •上面’300AO· . ·直角棱鏡， 3 0 0 B 0 · •直角稜鏡，302A〇，304AO, 3 0 6 Α Ο · · •側面，302BO，304B〇， 3 0 6 B 0 · •側面，310Α〇· ·.下面， 3 1 0 Β 0 ·--下面，312ΑΟ· ·.上面， 3 1 2 Β 0 _ . •上面，4 0 0 · .投影透鏡（投影光 學系），500* - DMD'SOOax - ..中心 軸，502· ··光照射面，600· * 稜鏡1 620· ·.選擇反射透過面，1000. ·.投影型顯 示裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -26- 本紙張尺度適用t囤國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）