影像投影装置制造方法及图纸

提供一种影像投影装置，使用预定的回收光学系统使作为影像显示元件的数字微镜器件(DMD)所产生的DMD断开光高效地回归照射在DMD上，并且变换成有效投影光，从而良好地改善影像投影光学系统的光利用效率，提高投影影像的亮度。将DMD(4)的反射面(40)分割成第一区域和第二区域，在第一区域内进行影像显示，并根据与该第一区域内的微镜的开/关状态对应的预定的控制逻辑来适当地控制第二区域内的微镜的开/关状态。并且使用预定的DMD断开光回收光学系统使在上述第一及第二区域内产生的DMD断开光回归到DMD(4)，并从预定的照射方向仅集中地照射到位于上述反射面(40)内的上述第二区域，高效地将上述DMD断开光变换成有效投影光。

Image Projection Device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】影像投影装置
本专利技术涉及具备通过向具有多个微镜的数字微镜器件(DMD)照射预定的照明光来显示、投影影像的功能的影像投影装置，尤其涉及其光学系统结构。
技术介绍
DMD是一种影像显示元件，其构成为规则地配置有具备选择性地向相互不同的第一方向以及第二方向倾斜的功能的可动式微小镜面(微镜)，各个微镜相当于显示影像的1个像素。若使照明光从预定方向朝这样的DMD射入，则射入至处于向上述第一方向倾斜的状态(DMD接通状态)的微镜的照明光由该微镜反射，之后经由预定的投射透镜而投影照射在预定的投影面上。另一方面，由处于向第二方向倾斜的状态(DMD断开状态)的微镜反射后的上述照明光沿与上述的由DMD接通状态的微镜反射后的光不同的光路照射，例如向预定的光遮挡板射入并被吸收，而不向上述投射透镜射入。因此，在搭载有DMD作为影像显示元件的现有的影像投影装置中，基于预定的影像信号来适当地切换为配置在上述DMD内的各个微镜的接通状态或者断开状态，通过按照每个像素地对投影照射至投影面的光量进行控制，来实现影像显示。然而，由于DMD所进行的影像显示基于上述的原理，所以由DMD断开状态的微镜反射后的光(DMD断开光)完全不利于确保投影影像的亮度。其结果，在现有的DMD搭载影像投影装置中，有上述的DMD断开光的存在对于该投影装置的光利用效率成为重大的阻碍要因的课题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-121784号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题对于这样的问题，例如在上述现有技术文献中公开以下光学方案：通过使用预定的球面镜使上述DMD断开光重新返回至照明光源侧，来再利用该光量的一部分作为照明光，从而实现光利用效率的改善。然而在该现有方案中，DMD断开光构成为通过相对于往路光完全反向地沿从位于光学系统的最根部侧的照明光源至DMD为止的较长的光路照射，或者沿另外设置的迂回光路照射，来回归至照明光源，从而无法忽略在沿该回归光路前进的过程中产生的光量损失，并且在回归至照明光源侧的DMD断开光中，也仅光源的构造的一部分光量能够作为照明光来再利用，从而其结果，有该现有方案的光利用效率的改善效果极小的技术课题。本申请专利技术是基于以上的背景而创作的，其目的在于提供一种新的DMD搭载影像投影装置，其通过高效地再利用DMD断开光作为投影光，来提高投影图像的明亮度(亮度)，并提高光利用效率。用于解决课题的方案上述目的通过在权利要求书中公开的光学方案来实现。举出更具体的例子，基于本专利技术的用于投射影像的影像投射装置具备：影像显示机构，其具有规则地配置有多个微小镜面的反射面，该多个微小镜面分别能够选择性地向相互不同的第一方向或者第二方向倾斜；照明机构，其向上述反射面上照射预定的照明光；以及投射透镜，其具备将由该照明机构照射在上述反射面上的照明光中的至少向上述第一方向倾斜的微小镜面所反射的照明光投影照射到预定的投影面的功能，上述反射面至少分割成第一区域以及第二区域，位于上述第一区域内的上述各微小镜面基于预定的第一控制信号，选择性地切换向上述第一方向或者上述第二方向的倾斜，并且位于上述第二区域内的上述各微小镜面基于与上述第一控制信号不同的预定的第二控制信号，选择性地切换向上述第一方向或者上述第二方向的倾斜，至少向上述第一区域照射的第一照明光与至少向上述第二区域照射的第二照明光从相互不同的方向照射到上述各区域。专利技术的效果如下。通过使用本申请专利技术，能够使在影像显示时等产生的DMD断开光高效地回归至DMD，并且能够使之作为有效的投影光照射在投影面上，从而能够良好地提高投影图像的明亮度(亮度)、作为投影装置的光利用效率。附图说明图1是本专利技术的第一实施方式的影像投影装置的光学系统简图。图2是用于说明在本专利技术中使用的DMD微镜的动作的示意图。图3是示出与在本专利技术中使用的DMD反射面相关的一个实施方式的简要俯视图。图4是示出与在本专利技术中使用的DMD反射面相关的另一实施方式的简要俯视图。图5是用于说明在DMD断开光回收时的微镜的动作的示意图。图6是本专利技术的第二实施方式的影像投影装置的光学系统简图。图7是本专利技术的第三实施方式的影像投影装置的光学系统简图。图8是用于说明本专利技术的第四实施方式的DMD主要部分立体图。图9是本专利技术的第七实施方式的影像投影装置的光学系统简图。具体实施方式以下，使用附图对本专利技术的各实施方式进行说明。第一实施方式图1是本专利技术的第一实施方式的影像投影装置的光学系统简图。1是产生预定的照明光的光源。本专利技术中，作为上述光源1，例如可以使用各种灯、LED、激光、荧光体等之类的发光形态的装置。光源1所发出的照明光经由照明光学系统2而变换成具有预定的光束直径的大致平行的照明光100。此外，图1中，为了容易理解说明，由实线或者虚线又或者点划线示出包括上述照明光100在内的各光的前进路径(光路)。并且，照明光学系统2具备将上述照明光源1所发出的照明光整形成适于向后述的DMD上照射的预定的光束的功能即可，可以是任意结构的光学系统。因此省略与照明光学系统2的具体结构相关的详细说明。照明光学系统2所射出的照明光100接着向第一TIR(全反射)棱镜3的侧壁面31射入并在该棱镜内前进，之后到达侧壁面32。该第一TIR棱镜3是由具有预定的折射率n1的光学玻璃或者光学部件用塑料等构成的三角棱镜。到达上述侧壁面32的照明光100以比根据上述折射率n1与接触空气层的折射率的比率而定的预定的全反射角大的入射角向侧壁面32射入，从而由该侧壁面32全反射，并再次在棱镜内前进，之后从侧壁面33向棱镜外射出。而且，从该第一TIR棱镜3射出的照明光100从预定角度向作为影像显示元件的DMD4射入，并以大致相同的照度或者预定的照度分布照明在该DMD4内的反射面40上。然而，在该DMD4内的反射面40上规则地配置有多个微镜，如在上述
技术介绍
中说明那样，上述多个微镜具备以下功能：基于预定的控制信号，分别选择性地切换成向第一方向倾斜的状态或者向与该第一方向不同的第二方向倾斜的状态。因此，作为一个例子，如图2所示，配置在反射面40上的各个微镜45是以图中的Z轴方向(相对于附图的铅垂方向)作为旋转主轴进行转动的构造，具备以下功能：转动至如图2的(a)所示地反射面法线相对于Y轴方向(附图内的垂直方向轴)倾斜角度+φ(从Y轴侧观察时，以正来表示逆时针方向)的状态(接通状态)、或者如图2的(b)所示地反向倾斜角度－φ的状态(断开状态)的任一种状态。此外，当然，上述微镜的倾斜形态不限定于图2所示的例子，在接通状态和断开状态下向相互不同的方向倾斜即可，可以是任意的倾斜形态。然而，在本实施方式中，其特征之一在于：将DMD4的由多个微镜构成的反射面40分割成第一区域41和第二区域42这两个区域。例如图3中示出以下例子：在上下方向(Z轴方向)上将上述反射面40分割成两部分，将上半部分作为第一区域41，并将下半部分作为第二区域42。此外，当然，上述的第一区域41以及第二区域42的分割形态不限定于图3所示的形态，并且第一区域以及第二区域各自的面积、形状、配置场所等没有特别限制，可以是任意形态。例如在图4所示的例子中，在上述反射面40的中央部下方配置有大致呈椭圆状的第二区域42，并将包围该第二区域的剩余的反射面作为第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种影像投影装置，用于投射影像，其特征在于，具备：影像显示机构，其具有规则地配置有多个微小镜面的反射面，该多个微小镜面分别能够选择性地向相互不同的第一方向以及第二方向倾斜；照明机构，其向上述反射面上照射预定的照明光；以及投射透镜，其具备将由该照明机构照射在上述反射面上的照明光中的至少向上述第一方向倾斜的微小镜面所反射的照明光投影照射至预定的投影面的功能，上述反射面至少分割成第一区域以及第二区域，位于上述第一区域内的上述各微小镜面基于预定的第一控制信号，选择性地切换向上述第一方向或者上述第二方向的倾斜，并且位于上述第二区域内的上述各微小镜面基于与上述第一控制信号不同的预定的第二控制信号，选择性地切换向上述第一方向或者上述第二方向的倾斜，至少向上述第一区域照射的第一照明光和至少向上述第二区域照射的第二照明光从相互不同的方向照射到上述各区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.30 JP 2017-0137861.一种影像投影装置，用于投射影像，其特征在于，具备：影像显示机构，其具有规则地配置有多个微小镜面的反射面，该多个微小镜面分别能够选择性地向相互不同的第一方向以及第二方向倾斜；照明机构，其向上述反射面上照射预定的照明光；以及投射透镜，其具备将由该照明机构照射在上述反射面上的照明光中的至少向上述第一方向倾斜的微小镜面所反射的照明光投影照射至预定的投影面的功能，上述反射面至少分割成第一区域以及第二区域，位于上述第一区域内的上述各微小镜面基于预定的第一控制信号，选择性地切换向上述第一方向或者上述第二方向的倾斜，并且位于上述第二区域内的上述各微小镜面基于与上述第一控制信号不同的预定的第二控制信号，选择性地切换向上述第一方向或者上述第二方向的倾斜，至少向上述第一区域照射的第一照明光和至少向上述第二区域照射的第二照明光从相互不同的方向照射到上述各区域。2.一种影像投影装置，用于投射影像，其特征在于，具备：影像显示机构，其具有规则地配置有多个微小镜面的反射面，该多个微小镜面分别能够选择性地向相互不同的第一方向以及第二方向倾斜；照明机构，其向上述反射面上照射预定的照明光；以及投射透镜，其具备将由该照明机构照射到上述反射面上的照明光中的至少向上述第一方向倾斜的微小镜面所反射的照明光投影照射至预定的投影面的功能，上述反射面至少分割成第一区域以及第二区域，位于上述第一区域内的上述各微小镜面基于预定的第一控制信号，选择性地切换向上述第一方向或者上述第二方向的倾斜，并且位于上述第二区域内的上述各微小镜面基于与上述第一控制信号不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：大西邦一，大内敏，村田诚治，小笠原浩，
申请(专利权)人：日立乐金光科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP