[發(fā)明專利]投射型顯示裝置和在該裝置中使用的棱鏡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00103711.0
• 申請日: 2000-03-01
• 公開（公告）號: CN1269518A
• 公開（公告）日: 2000-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 加藤久磨;西田和弘;牛山富芳;滝澤猛
• 申請（專利權(quán)）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G02B27/18
• 分類號: G02B27/18;G02B5/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊凱,葉愷東

本發(fā)明涉及投射圖像進(jìn)行顯示的投射型顯示裝置和在該裝置中使用的棱鏡。

在投射型顯示裝置中，使用電光裝置形成調(diào)制光，通過投射該調(diào)制光來顯示圖像。所謂「電光裝置」，一般指的是將表示圖像信息的電信號變換為調(diào)制光的裝置。作為該電光裝置，利用了通過根據(jù)圖像信息控制照射到各像素的照明光的射出方向來對光進(jìn)行調(diào)制的光調(diào)制裝置等。作為該光調(diào)制裝置的例子，可舉出數(shù)字微鏡裝置(是德州儀器公司Texas?Instruments，Co.(TI)的登錄商標(biāo)。以下，稱為「DMD」)那樣的微鏡型光調(diào)制裝置。

DMD具有與構(gòu)成圖像的多個像素對應(yīng)的多個微鏡。多個微鏡的斜率分別根據(jù)圖像信息而變化，根據(jù)各微鏡的斜率來反射光。在被各微鏡反射的光中，將被反射到預(yù)定的方向上的光作為形成圖像用的光來利用。

圖11是示出現(xiàn)有的投射型顯示裝置的DMD和棱鏡的說明圖。圖11(A)、(B)、(C)、(D)分別示出了正面圖、平面圖、右側(cè)面圖、斜視圖。將棱鏡600配置在DMD500的光照射面502附近。將與垂直于DMD500的光照射面502的中心軸500ax平行的軸定為z軸，而且，將從DMD500朝向棱鏡600的方向定為正方向。此外，將與z軸垂直且互相正交的軸中的水平方向的軸定為x軸，垂直方向的軸定為y軸。以下，為了使說明變得容易，以入射到光照射面502的中心的照明光為代表進(jìn)行說明。即，以下說明的各照明光表示各照明光的中心光線(中心軸)。從未圖示的照明光學(xué)系統(tǒng)射出的照明光I1入射到棱鏡600上。入射到棱鏡600上的照明光I1被棱鏡600的選擇反射透過面620全反射。被棱鏡600的選擇反射透過面620全反射的照明光I2照射到DMD500的光照射面502上。DMD500根據(jù)圖像信息反射照射到光照射面502上的照明光I2。在被DMD500反射的照明光中的被反射到z方向的照明光I3作為表示圖像的光被利用。從DMD500射出的光I3入射到棱鏡600上，透過選擇反射透過面620，射出到未圖示的投射光學(xué)系統(tǒng)上。入射到投射光學(xué)系統(tǒng)上的光被投射，以顯示圖像。

各微鏡以與圖11(A)的M軸平行的軸作為支軸，其斜率根據(jù)電信號如杠桿(see?saw)那樣來變化。為了利用這樣的微鏡的斜率來切換各像素的通/斷，在入射到DMD的照明光的入射角度方面存在預(yù)定的限制。即，如圖11(A)中所示，在將各照明光的光路投影到與光照射面502平行的xy平面上時，將入射到光照射面502上的照明光I2的光路設(shè)定為相對于與x軸平行的中心軸Lx朝向右斜下約45度的方向。此外，如圖11(D)中所示，在包含照明光I2和調(diào)制光I3的面內(nèi)，將朝向光照射面502的照明光I2的入射角設(shè)定為約20度。

在棱鏡600中，為了滿足上述限制，如圖11(A)中所示，設(shè)定為在將入射到選擇反射透過面620上的照明光I1的光路投影到xy平面上時，與照明光I2的光路平行。因此，射出照明光I1的照明光學(xué)系統(tǒng)通常被配置在右斜下約45度的方向上。其結(jié)果，在作為電光裝置使用了DMD的現(xiàn)有的投射型顯示裝置中，作為配置照明光學(xué)系統(tǒng)的空間，不僅在水平方向上需要某種程度的空間，而且在垂直方向上也需要某種程度的空間，故存在難以實(shí)現(xiàn)投射型顯示裝置的薄型化的問題。

本發(fā)明的目的在于提供一種在使用DMD那樣的、通過根據(jù)圖像信息控制照射到光照射面上的光的射出方向來對光進(jìn)行調(diào)制的光調(diào)制裝置的投射型顯示裝置中謀求投射型顯示裝置的小型化的技術(shù)。

為了解決上述的問題，本發(fā)明的投射型顯示裝置具備：

照明光學(xué)系統(tǒng)，射出照明光；

光調(diào)制裝置，通過根據(jù)圖像信息來控制照射到光照射面上的光的射出方向，對光進(jìn)行調(diào)制；

投射光學(xué)系統(tǒng)，投射從上述光調(diào)制裝置射出的光；以及

棱鏡，設(shè)置在上述光調(diào)制裝置與上述投射光學(xué)系統(tǒng)之間，

其特征在于：

上述棱鏡具有選擇反射透過面，該選擇反射透過面反射從上述照明光學(xué)系統(tǒng)射出后入射的照明光并使其以預(yù)定的角度入射到上述光照射面上，同時透過從上述光調(diào)制裝置射出的光并射出到上述投射光學(xué)系統(tǒng)上，

上述選擇反射透過面是這樣來形成的，使得在將上述照明光的光路投影到與上述光照射面平行的平面上時，從上述照明光學(xué)系統(tǒng)射出后入射到上述選擇反射透過面上的照明光的中心軸的斜率與被上述選擇反射透過面反射后入射到上述光照射面上的照明光的中心軸的斜率不同。