JPH06503660A - シーンプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 シーンプロジェクタ 関連出願資料 本出願は、１９８９年１２月１１日ｆ寸ｌｔ米国特許第５，１２６゜８３６号と して付与されてし＼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５己未国特許第５．１２６．８３６号は１９ ８９年１１月１日イ寸番す同時係属米国特許出願、出願番号第０７／４２９．９ ８７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ｔｌだ出願番号第０７／４２９，９８７号、　第０ ７／４４８．　７４８号、　第０７／４９４．　５７９号、　および第０７１５ ０４．１２５号、さらＣ二、同時Ｇこ提出された出願番号第０７／７７９．３４ ５号および第０７／７７９，３４６号に係るもので１以上の出願の各々はここで り１用（こ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１こ係り、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（ｓｃｅｎｅｌ　プロジェクタ（こ関する。

発明の背景 作動ミラーアレイは、光強度変調におｔする一嘴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０７７４４８．７４８号に示 されるよう（こ、各々のミラー力）ら反射されたビームは、スリ・ント開口を通 過する光束１こより変調される。上記特許出願に示されるよ・）に、光束は、開 口に対するミラーの配向によりＩｌｌされる。圧電アクチュエータであって、品 々のアクチュエータに印加さねた電気信号に応じて品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漏度に相応する。これらのアクチュ エータ用の制御回路は出顧番号第０７１５０４．１２５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１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 を通通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１本発明の原理に従って構成されたシーンプロジェクタ 】Ｏが示しである。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ｊ ｌ１８と１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（Ｕ　Ｖ　ｌ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Ｍ１８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３１ｚのミラーは第２伝播路３４内に配置される。品々のミ ラーの配向はスクリーン２４に表示されるそれぞれのｌ！１７漏の強度を決定す 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ＷＩＩ２伝播路３４に沿い放物面ｊｌ１ ８に戻ることになる。次に、この放物面ｊｌ１８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ンのミラーは、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力ラム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１ｉ 電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２ ４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１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２ ８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。

米国特許出願筒０７１５０４．１２５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、　「ブツシュ・ トレイス（ｐｕｓｈ　ｔｒａｃｅｌＪ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。このブツシュ・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 願筒０７／４２９．９８７号に開示されている。この米国特許出願筒０７／４２ ９．９８７号に開示された多重ビーム方式においては、ビームは回転多面鑵によ り水平方向に

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．画素の強度を変調する装置であって、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、前記エネルギーが第１伝播路に沿い前記開口から出射 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、第２伝播路に沿い前記エネルギーを 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伝播路に沿い前 記放物面鏡に戻る方向に前記エネルギーを反射し、かつ前記画素に関連する平面 ミラーであって、この平面ミラーから反射された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、この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、前記第３伝播路に配置され、前記 第２面から反射されたエネルギーが集光されて前記画素を表示するスクリーンと で構成された装置。
2. 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 するエネルギーを前記スクリーン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. ３．前記開口はビンホールである請求項１記載の装置。
4. ４．画像を画素アレイとして表示するシーンプロジエクタであって、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る集光レンズと、ここで該光エネルギーは第１伝播路 に沿って前記開口から出射され、 前記第１伝播路において軸外で配置され、前記エネルギーを第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、ここで前 記平面ミラーの各々が前記画素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エネルギーを前記 第２伝播路に沿い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、 前記第３伝播路に配置され、前記第２面から反射されたエネルギーが集光されて 前記画素を表示するスクリーンとを備えてなるスクリーンロジェクタ。
5. 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 するエネルギーを前記スクリーンに集光するコリメータレンズをさらに備える請 求項４記載の装置。
6. ６．前記開口はビンホールである請求項４記載の装置。