JP2002526791A - 光学的ドッキングステーション - Google Patents
光学的ドッキングステーションInfo
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/142—Adjusting of projection optics
-
- G—PHYSICS
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- G03B21/145—Housing details, e.g. position adjustments thereof
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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- G03B21/14—Details
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- H—ELECTRICITY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学フレーム112と、着脱自在なバーチャルイメージディスプレーモジュール10とを有する光学ドッキングステーション。
【解決手段】 ディスプレーモジュール10は低電力光源、例えば発光ダイオード14と、一つまたは複数のビームスプリッター20, 22と、偏光子18, 26と、ＬＣＤパネル24と、イメージングレンズ34とを有している。ディスプレーモジュールが光学フレームから外されている時には発光ダイオード14がＬＣＤパネル24の主照明を行なう。得られたイメージはＬＣＤパネルの拡大バーチャルイメージを形成する。一方、ディスプレーモジュール10が光学フレーム112に装着されている時には、光学フレームの主照明はさらに強い光源102で行なわれ、作られたイメージはＬＣＤパネル24のリアルイメージを形成し、このリアルイメージはスクリーン上に投影することができる。
Description
【０００１】
本発明は液晶ディスプレーで得られたイメージを投影するプロジェクターに関
するものである。
するものである。
【０００２】
ラップトップコンピュタのように使用者に情報を表示しなければならないポー
タブル機器では主情報表示デバイスとして大型液晶ディスプレー（ＬＣＤ）が用
いられてきた。この大型液晶ディスプレー（ＬＣＤ）は他のディスプレー装置に
比べて単位面積当たりの専有面積が小さく、ディスプレーの消費電力が少ないと
いう利点がある。 しかし、大型液晶ディスプレーは照明を必要とし、従って、均一な照明を得る
ために一般には電力消費量が大きい冷陰極管と複雑な光ガイドを必要とする。
タブル機器では主情報表示デバイスとして大型液晶ディスプレー（ＬＣＤ）が用
いられてきた。この大型液晶ディスプレー（ＬＣＤ）は他のディスプレー装置に
比べて単位面積当たりの専有面積が小さく、ディスプレーの消費電力が少ないと
いう利点がある。 しかし、大型液晶ディスプレーは照明を必要とし、従って、均一な照明を得る
ために一般には電力消費量が大きい冷陰極管と複雑な光ガイドを必要とする。
【０００３】 次世代のラップトップコンピュータでは大型液晶ディスプレー（ＬＣＤ）に代
わって消費電力およびコストが低い各種のバーチャルディスプレーが開発される
といわれて来た。ある主のバーチャルディスプレーでは光学エレメントを用いて
小型のＬＣＤの像をユーザーの目に直接投影するようになっている。この形式の
バーチャルディスプレーでは、光学エレメントの性能のおかげで、従来の大型液
晶ディスプレーでは１〜２ワットの電力を消費していたのを、電力消費量が５〜
10ミリワットの単一の発光ダイオードでイメージ全体を照明することができるよ
うになっている。また、バーチャルイメージディスプレーは小型のＬＣＤで比較
的簡単に作れるため、たいへんな技術開発が必要な大型液晶ディスプレー（ＬＣ
Ｄ）パネルに比べてコスト大幅に下げることができる。しかも、小型のバーチャ
ルイメージディスプレーは携帯に適している。さらに、バーチャルイメージディ
スプレは一回に一人のユーザーしか使用できないので、公共の場所、例えば航空
機内で使用した時に他の人から見られることがない。
わって消費電力およびコストが低い各種のバーチャルディスプレーが開発される
といわれて来た。ある主のバーチャルディスプレーでは光学エレメントを用いて
小型のＬＣＤの像をユーザーの目に直接投影するようになっている。この形式の
バーチャルディスプレーでは、光学エレメントの性能のおかげで、従来の大型液
晶ディスプレーでは１〜２ワットの電力を消費していたのを、電力消費量が５〜
10ミリワットの単一の発光ダイオードでイメージ全体を照明することができるよ
うになっている。また、バーチャルイメージディスプレーは小型のＬＣＤで比較
的簡単に作れるため、たいへんな技術開発が必要な大型液晶ディスプレー（ＬＣ
Ｄ）パネルに比べてコスト大幅に下げることができる。しかも、小型のバーチャ
ルイメージディスプレーは携帯に適している。さらに、バーチャルイメージディ
スプレは一回に一人のユーザーしか使用できないので、公共の場所、例えば航空
機内で使用した時に他の人から見られることがない。
【０００４】 しかし、バーチャルイメージディスプレの基本的欠点は一回に一人の人しか見
られず、この装置を装着したコンピュータ等の機器で複数の人に同じ情報を同時
に表示することができない点にある。従って、複数の人に同じ情報を同時に表示
する場合には直接見える通常のダイレクト−ビューイングディスプレーが必要に
なる。また、人によってはバーチャルディスプレー装置を目の前に装着するのを
嫌がる人もいる。そしたユーザーは、バーチャルディスプレー装置を装着した時
の不快感よりも低電力消費の利点を重視しない限り、個人で使用する時にもダイ
レクト−ビューイングディスプレーを選ぶことになる。そうした場合には陰極管
（ＣＲＴ）ディスプレーや大型液晶ディスプレー（ＬＣＤ）に従来のラップトッ
プ型のドッキングステーション（docking station）を用いることができるが、
この方法ではディスプレー装置が完全に二重に必要になり、従って、コストが上
昇する。
られず、この装置を装着したコンピュータ等の機器で複数の人に同じ情報を同時
に表示することができない点にある。従って、複数の人に同じ情報を同時に表示
する場合には直接見える通常のダイレクト−ビューイングディスプレーが必要に
なる。また、人によってはバーチャルディスプレー装置を目の前に装着するのを
嫌がる人もいる。そしたユーザーは、バーチャルディスプレー装置を装着した時
の不快感よりも低電力消費の利点を重視しない限り、個人で使用する時にもダイ
レクト−ビューイングディスプレーを選ぶことになる。そうした場合には陰極管
（ＣＲＴ）ディスプレーや大型液晶ディスプレー（ＬＣＤ）に従来のラップトッ
プ型のドッキングステーション（docking station）を用いることができるが、
この方法ではディスプレー装置が完全に二重に必要になり、従って、コストが上
昇する。
【０００５】
従って、ドッキングステーションに求められていることは、バーチャルディス
プレー装置に既に組み込まれているＬＣＤパネル、駆動用電子部品、その例えば
のアクティブ部品を重複して使用せずに、バーチャルイメージディスプレーで作
られたイメージをリアルイメージに変換することである。
プレー装置に既に組み込まれているＬＣＤパネル、駆動用電子部品、その例えば
のアクティブ部品を重複して使用せずに、バーチャルイメージディスプレーで作
られたイメージをリアルイメージに変換することである。
【０００６】
本発明のドッキングステーションは光学フレームと着脱自在なバーチャルイメ
ージディスプレーモジュールとからなる。このディスプレーモジュールは低電力
光源、例えば発光ダイオードと、一つまたは複数のビームスプリッターと、偏光
子と、液晶ディスプレーパネルと、像を形成するように光学的にカップリングし
たイメージングレンズとを有している。本明細書で「光学的にカップリングした
」とは材料の屈折率がマッチするか否かとは関係無しに一つの光路に沿って配置
されているということを意味する。
ージディスプレーモジュールとからなる。このディスプレーモジュールは低電力
光源、例えば発光ダイオードと、一つまたは複数のビームスプリッターと、偏光
子と、液晶ディスプレーパネルと、像を形成するように光学的にカップリングし
たイメージングレンズとを有している。本明細書で「光学的にカップリングした
」とは材料の屈折率がマッチするか否かとは関係無しに一つの光路に沿って配置
されているということを意味する。
【０００７】 ディスプレーモジュールが光学フレームから外されている時には発光ダイオー
ドが主照明を行なう。発光ダイオードから出た光の一部は必要に応じて液晶ディ
スプレーパネルを照明する。この液晶ディスプレーパネルはその各ピクセルを通
過する光の偏光軸を選択的に回転させ、そうして選択的に回転した光は偏光子（
アナライザー）を通ってイメージを形成する。このイメージはイメージングレン
ズを通って液晶ディスプレーパネルの拡大バーチャルイメージを形成する。
ドが主照明を行なう。発光ダイオードから出た光の一部は必要に応じて液晶ディ
スプレーパネルを照明する。この液晶ディスプレーパネルはその各ピクセルを通
過する光の偏光軸を選択的に回転させ、そうして選択的に回転した光は偏光子（
アナライザー）を通ってイメージを形成する。このイメージはイメージングレン
ズを通って液晶ディスプレーパネルの拡大バーチャルイメージを形成する。
【０００８】 一方、ディスプレーモジュールが光学フレームに装着されている時には、光学
フレームの主照明はさらに強い光源で行なわれる。すなわち、この光源の光の一
部がディスプレーモジュールに形成された開口を通って入り、ビームスプリッタ
ーを通って液晶ディスプレーパネルを照明する。強い光源で照射された液晶ディ
スプレーパネルによって作られたイメージはイメージングレンズを通ってリアル
イメージを形成する。このリアルイメージをスクリーン上に投影することができ
る。装置の許容収差に応じてイメージングレンズを省略するか、イメージングレ
ンズとスクリーンとの間に補正組合せレンズを入れることができる。
フレームの主照明はさらに強い光源で行なわれる。すなわち、この光源の光の一
部がディスプレーモジュールに形成された開口を通って入り、ビームスプリッタ
ーを通って液晶ディスプレーパネルを照明する。強い光源で照射された液晶ディ
スプレーパネルによって作られたイメージはイメージングレンズを通ってリアル
イメージを形成する。このリアルイメージをスクリーン上に投影することができ
る。装置の許容収差に応じてイメージングレンズを省略するか、イメージングレ
ンズとスクリーンとの間に補正組合せレンズを入れることができる。
【０００９】 添付図面は本発明装置の一般的構造を示すためのものであって、実際の寸法を
示すものではない。また、以下の説明お特許請求の範囲で右、左、前、後という
表現は単に説明上のことである。すなわち、本明細書に記載のものは単に説明上
のもので、状況に応じて実施例に記載のもの以外の構造、向きにすることができ
るということは理解できよう。
示すものではない。また、以下の説明お特許請求の範囲で右、左、前、後という
表現は単に説明上のことである。すなわち、本明細書に記載のものは単に説明上
のもので、状況に応じて実施例に記載のもの以外の構造、向きにすることができ
るということは理解できよう。
【００１０】
図１はラップトップ型コンピュータ（図示せず）のようなイメージ／像を生成
する携帯機器からのバーチャル情報を表示するのに適したバーチャルイメージデ
ィスプレーモジュール10を示している。本発明のバーチャルイメージディスプレ
ーモジュール10はハウジング12を有し、このハウジング12内には単一の白色光を
出すダイオード（ＬＥＤ）14からなる一次光源と、集光レンズ16と、第１直線偏
光子18と、第１ビームスプリッター20と、第２ビームスプリッター22と、反射型
ＬＣＤパネル24と、第２直線偏光子26とが収容されている。このバーチャルイメ
ージディスプレーモジュール10の表示制御用電子装置40をケーブル（umbilical
）30を介してイメージ／情報生成装置に接続して、電源およびこのディスプレー
モジュール10の各パーツへの表示命令はこのケーブル30を介して行なうのが好ま
しい。ケーブ30は通常の多線フラットケーブルにするのが好ましい。
する携帯機器からのバーチャル情報を表示するのに適したバーチャルイメージデ
ィスプレーモジュール10を示している。本発明のバーチャルイメージディスプレ
ーモジュール10はハウジング12を有し、このハウジング12内には単一の白色光を
出すダイオード（ＬＥＤ）14からなる一次光源と、集光レンズ16と、第１直線偏
光子18と、第１ビームスプリッター20と、第２ビームスプリッター22と、反射型
ＬＣＤパネル24と、第２直線偏光子26とが収容されている。このバーチャルイメ
ージディスプレーモジュール10の表示制御用電子装置40をケーブル（umbilical
）30を介してイメージ／情報生成装置に接続して、電源およびこのディスプレー
モジュール10の各パーツへの表示命令はこのケーブル30を介して行なうのが好ま
しい。ケーブ30は通常の多線フラットケーブルにするのが好ましい。
【００１１】 ダイオード（ＬＥＤ）14から出た光は集光レンズ16で集光され、第１直線偏光
子18で偏光される。偏光された光の一部は第１ビームスプリッター20で反射され
て吸収板32で吸収される。この吸収板32は第１ビームスプリッター20で反射され
た光を吸収することができるクロス偏光子、ブチックボデー、その他の手段にす
ることができる。残りの偏光光は第１ビームスプリッター20を通過し、その一部
はＬＣＤパネル24へ向かって反射される。このＬＣＤパネル24は、通常の方法で
、その各ピクセルを通った偏光光の偏光軸を選択的に回転させて、その反射光を
第２ビームスプリッター22を介して戻す。これによって、選択的に偏光された光
が第２直線偏光子26を通って像となる。
子18で偏光される。偏光された光の一部は第１ビームスプリッター20で反射され
て吸収板32で吸収される。この吸収板32は第１ビームスプリッター20で反射され
た光を吸収することができるクロス偏光子、ブチックボデー、その他の手段にす
ることができる。残りの偏光光は第１ビームスプリッター20を通過し、その一部
はＬＣＤパネル24へ向かって反射される。このＬＣＤパネル24は、通常の方法で
、その各ピクセルを通った偏光光の偏光軸を選択的に回転させて、その反射光を
第２ビームスプリッター22を介して戻す。これによって、選択的に偏光された光
が第２直線偏光子26を通って像となる。
【００１２】 この選択的に偏光された光によって作られたイメージはイメージングレンズ34
を通ってＬＣＤパネル24の拡大バーチャルイメージ“Il”を形成する。このイメ
ージが目の近点（一般にはユーザーの目36に対してＬＣＤパネル24の実際の位置
から約250〜1000ｍｍの距離）の所にいるユーザーに見える。 本発明モジュール10は補助光入口または開口38を有している。この開口38は以
下で詳細に説明する追加の光源からの光を選択的に取り入れることができるシャ
ッター（通常は閉じられている）や絞りでできている。
を通ってＬＣＤパネル24の拡大バーチャルイメージ“Il”を形成する。このイメ
ージが目の近点（一般にはユーザーの目36に対してＬＣＤパネル24の実際の位置
から約250〜1000ｍｍの距離）の所にいるユーザーに見える。 本発明モジュール10は補助光入口または開口38を有している。この開口38は以
下で詳細に説明する追加の光源からの光を選択的に取り入れることができるシャ
ッター（通常は閉じられている）や絞りでできている。
【００１３】 図２Ａは本発明の特徴を有する光学ドッキングステーション100を示している
。このドッキングステーション100は背面反射板104を有する光源102と、組立レ
ンズ106と、赤外／紫外フィルター108と、光学フレーム112に支持された補助直
線偏光子110とを有している。光源102はＬＥＤ14の出す強度より実質的に強い光
を出す金属ハロゲンランプであるのが好ましい。光源102の強度は必要なスクリ
ーン寸法に依存し、300ルーメン以上の光を出すようにする。光源102から出た光
は直接または背面反射板104で反射された後に組立レンズ106によって集光、コリ
メートされ、補助直線偏光子110によって直線偏光されて実質的に均一な直線偏
光コラムを形成する。この直線偏光コラムが本発明モジュール10の補助光入口38
から入る。
。このドッキングステーション100は背面反射板104を有する光源102と、組立レ
ンズ106と、赤外／紫外フィルター108と、光学フレーム112に支持された補助直
線偏光子110とを有している。光源102はＬＥＤ14の出す強度より実質的に強い光
を出す金属ハロゲンランプであるのが好ましい。光源102の強度は必要なスクリ
ーン寸法に依存し、300ルーメン以上の光を出すようにする。光源102から出た光
は直接または背面反射板104で反射された後に組立レンズ106によって集光、コリ
メートされ、補助直線偏光子110によって直線偏光されて実質的に均一な直線偏
光コラムを形成する。この直線偏光コラムが本発明モジュール10の補助光入口38
から入る。
【００１４】 赤外／紫外フィルター108はＬＣＤパネル24およびその他のパーツ、例えば偏
光子やプラスチックレンズを劣化させる恐れのある赤外線および紫外線を除去す
るために光路に入れるのが好ましい。 モジュール10の補助的光入口38から入った偏光光は第１ビームスプリッター20
を通って吸収板32へ送られ、そこで吸収される。補助直線偏光子110から出た残
りの光は第１ビームスプリッター20で反射されて第２ビームスプリッター22へ向
い、そこで光の一部はＬＣＤパネル24へ反射される。このＬＣＤパネル24では通
常の方法でその各ピクセルを通った偏光光の偏光軸を選択的に回転させて、その
反射光を第２ビームスプリッター22を介して戻す。これによって、選択的に偏光
された光が第２直線偏光子26を通って像となる。 この選択的に偏光された光によって作られたイメージはイメージングレンズ34
を通ってＬＣＤパネル24の拡大バーチャルイメージ“I2”を形成する。このイメ
ージがスクリーン120に投影される。
光子やプラスチックレンズを劣化させる恐れのある赤外線および紫外線を除去す
るために光路に入れるのが好ましい。 モジュール10の補助的光入口38から入った偏光光は第１ビームスプリッター20
を通って吸収板32へ送られ、そこで吸収される。補助直線偏光子110から出た残
りの光は第１ビームスプリッター20で反射されて第２ビームスプリッター22へ向
い、そこで光の一部はＬＣＤパネル24へ反射される。このＬＣＤパネル24では通
常の方法でその各ピクセルを通った偏光光の偏光軸を選択的に回転させて、その
反射光を第２ビームスプリッター22を介して戻す。これによって、選択的に偏光
された光が第２直線偏光子26を通って像となる。 この選択的に偏光された光によって作られたイメージはイメージングレンズ34
を通ってＬＣＤパネル24の拡大バーチャルイメージ“I2”を形成する。このイメ
ージがスクリーン120に投影される。
【００１５】 図２Ｂは本発明のモジュール11の別の実施例であり、この場合には一次光源Ｌ
ＥＤ14の実質的に背面に補助光入口39を有している。この図２Ｂでは補助光入口
39から入った光は集光レンズ16を通り、第１直線偏光子18および第２ビームスプ
リッター22へ送られる。ＬＣＤパネル24内で選択的に回転されたＬＣＤパネル24
の反射光が上記と同様なイメージを形成する。ＬＥＤ14を設けたことに起因する
影を最少にするためにホログラフディフューザー41を光路に入れるのが好ましい
。
ＥＤ14の実質的に背面に補助光入口39を有している。この図２Ｂでは補助光入口
39から入った光は集光レンズ16を通り、第１直線偏光子18および第２ビームスプ
リッター22へ送られる。ＬＣＤパネル24内で選択的に回転されたＬＣＤパネル24
の反射光が上記と同様なイメージを形成する。ＬＥＤ14を設けたことに起因する
影を最少にするためにホログラフディフューザー41を光路に入れるのが好ましい
。
【００１６】 図３は本発明の別の光学ドッキングステーション200を示している。このドッ
キングステーション200は背面反射板204を有する光源202と、組立レンズ206と、
赤外／紫外フィルター208と、光学フレーム212に支持された補助直線偏光子210
とを有している。光源202から出た光は直接または背面反射板204で反射された後
に組立レンズ206によって集光、コリメートされ、補助直線偏光子210によって直
線偏光されて実質的に均一な直線偏光コラムを形成する。この直線偏光コラムが
本発明モジュール10の補助光入口38から入る。赤外線および紫外線を除去するた
めに赤外／紫外フィルター208を光路に入れるのが好ましい。図２の場合と同様
に、モジュール10の補助的光入口38から入った偏光光は補助直線偏光子210で偏
光される。補助直線偏光子210から出た光は第１ビームスプリッター20で反射さ
れて第２ビームスプリッター22を介して吸収板32で吸収される。残りの偏光光は
第１ビームスプリッター20を通過し、その一部はＬＣＤパネル24へ向かって反射
される。このＬＣＤパネル24は、通常の方法で、その各ピクセルを通った偏光光
の偏光軸を選択的に回転させて、その反射光を第２ビームスプリッター22を介し
て戻す。これによって、選択的に偏光された光が第２直線偏光子26を通って像と
なる。この選択的に偏光された光によって作られたイメージはイメージングレン
ズ34を通ってＬＣＤパネル24の拡大バーチャルイメージ“I3”を形成する。この
イメージがスクリーン220に投影される。イメージングレンズ34とスクリーン220
との間の焦点距離を変えるための補正レンズ218が設けられている。図３の実施
例ではスクリーン220はフロンドスクリーンでも反面スクリーンでもよく、補正
レンズ218で像を反転させることもできる。
キングステーション200は背面反射板204を有する光源202と、組立レンズ206と、
赤外／紫外フィルター208と、光学フレーム212に支持された補助直線偏光子210
とを有している。光源202から出た光は直接または背面反射板204で反射された後
に組立レンズ206によって集光、コリメートされ、補助直線偏光子210によって直
線偏光されて実質的に均一な直線偏光コラムを形成する。この直線偏光コラムが
本発明モジュール10の補助光入口38から入る。赤外線および紫外線を除去するた
めに赤外／紫外フィルター208を光路に入れるのが好ましい。図２の場合と同様
に、モジュール10の補助的光入口38から入った偏光光は補助直線偏光子210で偏
光される。補助直線偏光子210から出た光は第１ビームスプリッター20で反射さ
れて第２ビームスプリッター22を介して吸収板32で吸収される。残りの偏光光は
第１ビームスプリッター20を通過し、その一部はＬＣＤパネル24へ向かって反射
される。このＬＣＤパネル24は、通常の方法で、その各ピクセルを通った偏光光
の偏光軸を選択的に回転させて、その反射光を第２ビームスプリッター22を介し
て戻す。これによって、選択的に偏光された光が第２直線偏光子26を通って像と
なる。この選択的に偏光された光によって作られたイメージはイメージングレン
ズ34を通ってＬＣＤパネル24の拡大バーチャルイメージ“I3”を形成する。この
イメージがスクリーン220に投影される。イメージングレンズ34とスクリーン220
との間の焦点距離を変えるための補正レンズ218が設けられている。図３の実施
例ではスクリーン220はフロンドスクリーンでも反面スクリーンでもよく、補正
レンズ218で像を反転させることもできる。
【００１７】 図４に示すように、本発明の原理はＬＣＤパネルの照明の軸線をズラ（off-ax
is）して使用することによってバーチャルイメージディスプレーモジュールに適
用することもできる。 照明の軸線をズラす場合には第２ビームスプリッター22を無くし、第1直線偏光
子20を通った偏光光の一部がＬＣＤパネル124へ直接入り、そこで反射されてイ
メージングレンズ134へ入るようにハウジング12に対するＬＣＤパネル124の傾斜
角度を決める。この場合にはＬＣＤパネル124を斜めにすることに起因するキー
ストン歪みやその他の歪みを補償するようなイメージングレンズ134を用いる。
is）して使用することによってバーチャルイメージディスプレーモジュールに適
用することもできる。 照明の軸線をズラす場合には第２ビームスプリッター22を無くし、第1直線偏光
子20を通った偏光光の一部がＬＣＤパネル124へ直接入り、そこで反射されてイ
メージングレンズ134へ入るようにハウジング12に対するＬＣＤパネル124の傾斜
角度を決める。この場合にはＬＣＤパネル124を斜めにすることに起因するキー
ストン歪みやその他の歪みを補償するようなイメージングレンズ134を用いる。
【００１８】 図５は本発明のさらに別の実施例を示している。この実施例では第１ビームス
プリッター20を省略して可動ミラー120を用いる。可動ミラー120は第１位置120
Ａと第2位置120Ｂとの間を軸線121を中心に回動する。第１位置120Ａでは可動ミ
ラー120がＬＥＤ14から出た光の視線に対して平行になって第２ビームスプリッ
ター22へ向かう。この第１位置120Ａでは可動ミラー120は上記視線に対して平行
となり、イメージI1を形成する光路から外れる。になって第２ビームスプリッタ
ー22へ向かう。可動ミラー120を光路から完全に外すことができない場合には光
路にディフューザー(図示せず)を入れて影ができるのを最小限に抑える。可動ミ
ラー120は軸線121を中心に第１位置120Ａと第１位置120Ｂとの間で回動する。
プリッター20を省略して可動ミラー120を用いる。可動ミラー120は第１位置120
Ａと第2位置120Ｂとの間を軸線121を中心に回動する。第１位置120Ａでは可動ミ
ラー120がＬＥＤ14から出た光の視線に対して平行になって第２ビームスプリッ
ター22へ向かう。この第１位置120Ａでは可動ミラー120は上記視線に対して平行
となり、イメージI1を形成する光路から外れる。になって第２ビームスプリッタ
ー22へ向かう。可動ミラー120を光路から完全に外すことができない場合には光
路にディフューザー(図示せず)を入れて影ができるのを最小限に抑える。可動ミ
ラー120は軸線121を中心に第１位置120Ａと第１位置120Ｂとの間で回動する。
【００１９】 第第2位置120Ｂでは可動ミラー120がＬＥＤ14からの光路を遮断すると同時に
、第１ビームスプリッター20より実質的に大きな反射率を有する反射面を提供し
、それによって補助光入口38から入った照明光を導くことができる。本発明のバ
ーチャルイメージディスプレーモジュール10が光学ドッキングステーション100
に取付けられているか否かを検知する通常の機械的、電気的または光学的なセン
サー(図示せず)を設けて可動ミラー120を移動させることもできる。第１ビーム
スプリッター20の代わりに可動ミラー120を用いると機構が少し複雑にはなるが
、光源の光強度をより効率的に光路え送ることができる。
、第１ビームスプリッター20より実質的に大きな反射率を有する反射面を提供し
、それによって補助光入口38から入った照明光を導くことができる。本発明のバ
ーチャルイメージディスプレーモジュール10が光学ドッキングステーション100
に取付けられているか否かを検知する通常の機械的、電気的または光学的なセン
サー(図示せず)を設けて可動ミラー120を移動させることもできる。第１ビーム
スプリッター20の代わりに可動ミラー120を用いると機構が少し複雑にはなるが
、光源の光強度をより効率的に光路え送ることができる。
【００２０】 以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明の精神を逸脱すること無
しに種々の変更、改良が成し得るということは当業者には理解できよう。例えば
カラーディスプレーが必要な場合にはＬＣＤパネル24をカラーに代え、通常の二
色ビームスプリッターと３つの補色ＬＣＤパネルと組み合わせるか、通常の単一
パネルをカラーモードでシーケンシャルに駆動する。同様に、コストより光学的
効率が重視される場合には偏光子とビームスプリッターとを別体にしないで、単
一の偏光ビームスプリッターにすることもできる。従って、本発明は特許請求の
範囲および特許法の規定によってのみ制限される。
しに種々の変更、改良が成し得るということは当業者には理解できよう。例えば
カラーディスプレーが必要な場合にはＬＣＤパネル24をカラーに代え、通常の二
色ビームスプリッターと３つの補色ＬＣＤパネルと組み合わせるか、通常の単一
パネルをカラーモードでシーケンシャルに駆動する。同様に、コストより光学的
効率が重視される場合には偏光子とビームスプリッターとを別体にしないで、単
一の偏光ビームスプリッターにすることもできる。従って、本発明は特許請求の
範囲および特許法の規定によってのみ制限される。
【図１】 本発明の特徴を組み込んだバーチャルイメージディスプレーモジュ
ールの概念的な斜視図。
ールの概念的な斜視図。
【図２Ａ】 一次光源の光路と二次光源の光路を実質的に同一線上に配置した
、本発明の特徴を組み込んだ光学ドッキングシテーションの概念的な斜視図。
、本発明の特徴を組み込んだ光学ドッキングシテーションの概念的な斜視図。
【図２Ｂ】 一次光源の光路と二次光源の光路とが部分的に拡大するようにし
た、本発明の特徴を組み込んだ光学ドッキングシテーションの概念的な斜視図。
た、本発明の特徴を組み込んだ光学ドッキングシテーションの概念的な斜視図。
【図３】 本発明の特徴を組み込んだ光学ドッキングシテーションの別の実施
例の概念的な斜視図。
例の概念的な斜視図。
【図４】 本発明の特徴を組み込んだ光学ドッキングシテーションと一緒に用
いるバーチャルイメージディスプレーモジュールのオフアキシス（off-axis）照
明の実施例を示す概念的な斜視図。
いるバーチャルイメージディスプレーモジュールのオフアキシス（off-axis）照
明の実施例を示す概念的な斜視図。
【図５】 本発明の特徴を組み込んだ光学ドッキングシテーションと一緒に用
いるバーチャルイメージディスプレーモジュールの回動ミラーの実施例を示す概
念的な斜視図。
いるバーチャルイメージディスプレーモジュールの回動ミラーの実施例を示す概
念的な斜視図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｂ 27/00 Ｖ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 スコット，ダン，ジュー． アメリカ合衆国 85281−1230 アリゾナ， テンペ，ノース デザート ドライブ， 1600，スリー−ファイブ システムズ， インコーポレィテッド (72)発明者 ミリカン，バート，デー． アメリカ合衆国 85281−1230 アリゾナ， テンペ，ノース デザート ドライブ， 1600，スリー−ファイブ システムズ， インコーポレィテッド Ｆターム(参考） 2H052 BA02 BA03 BA09 BA14 2H088 EA10 EA12 EA19 EA20 HA20 HA22 HA24 MA20 2H091 FA08Z FA10 FA14 FA26 LA11 LA13 MA02 MA07
Claims (17)
- 【請求項１】 フレームと、このフレームに着脱自在に取付可能なモジュール
、フレームに取付られた二次光源および補正レンズを有するプロジェクターであ
って、 モジュールは一次光源と、この一次光源に第１光路に沿って光学的にカップリ
ングした第１ビームスプリッターと、この第１ビームスプリッターに光学的にカ
ップリングした液晶ディスプレー装置と、この液晶ディスプレー装置に光学的に
カップリングしたイメージングレンズとを有し、このイメージングレンズはモジ
ュールがフレームから外された時に液晶ディスプレー装置のバーチャルイメージ
を観察者の目に投影し、液晶ディスプレー装置は一次光源によって照明され、 二次光源はフレームに操作自在な状態で取り付られており且つモジュールがフ
レームに取付られた時にのみ第１ビームスプリッターに光学的にカップリングさ
れ、 補正レンズはフレームに操作自在な状態で取り付られており且つモジュールが
フレームに取付られた時にのみ第１ビームスプリッターに光学的にカップリング
され、この補正レンズはイメージングレンズから鉱泉を受けて液晶ディスプレー
装置の合焦点リアルイメージをスクリーン上に投影する、 ことを特徴とするプロジェクター。 - 【請求項２】 実質的に第１光路と一致した視線を有する第２光路に沿って二
次光源が第１ビームスプリッターに光学的にカップリングされている請求項１に
記載のプロジェクター。 - 【請求項３】 第１光路から部分的に拡大する視線を有する第２光路に沿って
二次光源が第１ビームスプリッターに光学的にカップリングされている請求項１
に記載のプロジェクター。 - 【請求項４】 液晶ディスプレー装置が第１光路上に配置された第２ビームス
プリッターによってオンアクシス（on axis）で照明される請求項１に記載のプ
ロジェクター。 - 【請求項５】 第１光路の視線に沿って進む液晶ディスプレー装置の入射光に
対して液晶ディスプレー装置の正面に直角な面が一定の角度を成すように液晶デ
ィスプレー装置を配置して、液晶ディスプレー装置をオフアクシス（off axis）
で照明する請求項１に記載のプロジェクター。 - 【請求項６】 上記モジュールが二次光源と第１ビームスプリッターとの間の
光路に沿って配置されたシャッターをさらに有する請求項１に記載のプロジェク
ター。 - 【請求項７】 上記モジュールが二次光源と第１ビームスプリッターとの間の
光路に沿って配置されたシャッターをさらに有する請求項３に記載のプロジェク
ター。 - 【請求項８】 上記モジュールが二次光源と第１ビームスプリッターとの間の
第２光路に沿って配置され且つ一次光源と第１ビームスプリッターとの間の第１
光路に沿って配置されたシャッターをさらに有し、第２ビームスプリッターは一
次光源および二次光源から第１ビームスプリッターへ光線を送る請求項７に記載
のプロジェクター。 - 【請求項９】 上記モジュールが二次光源と第１ビームスプリッターとの間の
第２光路に沿って配置された可動反射板をさらにすくみ、この可動反射板が一次
光源から第１ビームスプリッターへ光線を送る請求項７に記載のプロジェクター
。 - 【請求項１０】 二次光源とビームスプリッターとの間に組合せレンズをさら
に有する請求項１に記載のプロジェクター。 - 【請求項１１】 フレームと、このフレームに着脱自在に取付可能なモジュー
ルと、二次光源とを有するプロジェクターであって、 モジュールは一次光源と、この一次光源に光学的にカップリングした第１ビー
ムスプリッターと、この第１ビームスプリッターに光学的にカップリングした液
晶ディスプレー装置と、この液晶ディスプレー装置に光学的にカップリングした
イメージングレンズとを有し、このイメージングレンズはモジュールがフレーム
から外された時に液晶ディスプレー装置のバーチャルイメージを観察者の目に投
影し、 二次光源はフレームに操作自在な状態で取り付られており且つモジュールがフ
レームに取付られた時にのみ第１ビームスプリッターに光学的にカップリングさ
れ、この二次光源は、二次光源によって液晶ディスプレー装置が照射された時に
イメージングレンズによってスクリーン上にリアルイメージを投影できるような
、一次光源より大きな全光束を有している、 ことを特徴とするプロジェクター。 - 【請求項１２】 二次光源の出力が少なくとも３００ルーメンである請求項１
１に記載のプロジェクター。 - 【請求項１３】 液晶ディスプレー装置が第１光路上に配置された第２ビーム
スプリッターによってオンアクシス（on axis）で照明される請求項１１に記載
のプロジェクター。 - 【請求項１４】 第１光路の視線に沿って進む液晶ディスプレー装置の入射光
に対して液晶ディスプレー装置の正面に直角な面が一定の角度を成すように液晶
ディスプレー装置を配置して、液晶ディスプレー装置をオフアクシス（off axis
）で照明する請求項１１に記載のプロジェクター。 - 【請求項１５】 反転したリアルイメージを非反転リアルイメージに変換する
ためのイメージングレンズに背面投影スクリーンを更に有する請求項１１に記載
のプロジェクター。 - 【請求項１６】 フレームに操作自在に取り付けられた補正レンズをさらに有
し、この補正レンズは上記モジューがフレームに取付られた時にのみイメージン
グレンズの出力に光学的にカップリングされ、この補正レンズはイメージングレ
ンズから受けたイメージを非反転リアルイメージに反転して正面スクリーン上へ
投影する請求項１１に記載のプロジェクター。 - 【請求項１７】 補助入射光を有するＬＣＤバーチャルイメージプロジェクタ
ーと一緒に用いる光学的ドッキングステーションであって、 フレームと、このフレームに操作自在に取り付けられた光源と、バーチャルイ
メージディスプレーをフレームに着脱自在に取り付ける手段と、光源からの光を
ＬＣＤバーチャルイメージプロジェクターの補助光入口へ送るために光源と光学
的にカップリングしたレンズと、ＬＣＤバーチャルイメージプロジェクターを通
った光から投影されるリアルイメージを形成するイメージ形成レンズとを有する
ことを特徴とする光学的ドッキングステーション。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/162,700 US5993012A (en) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | Optical docking station |
| US09/162,700 | 1998-09-29 | ||
| PCT/US1999/011090 WO2000019269A1 (en) | 1998-09-29 | 1999-05-19 | Optical docking station |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002526791A true JP2002526791A (ja) | 2002-08-20 |
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ID=22586766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000572716A Withdrawn JP2002526791A (ja) | 1998-09-29 | 1999-05-19 | 光学的ドッキングステーション |
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|---|---|
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| EP (1) | EP1119797B1 (ja) |
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-
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1999
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-
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- 2002-04-24 HK HK02103079.6A patent/HK1041525A1/zh unknown
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