JP2003504656A - 光サンプリング装置およびその装置を備えたプロジェクターシステム - Google Patents

光サンプリング装置およびその装置を備えたプロジェクターシステム

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JP2003504656A
JP2003504656A JP2001508621A JP2001508621A JP2003504656A JP 2003504656 A JP2003504656 A JP 2003504656A JP 2001508621 A JP2001508621 A JP 2001508621A JP 2001508621 A JP2001508621 A JP 2001508621A JP 2003504656 A JP2003504656 A JP 2003504656A
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reflector
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optical fiber
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イツハク ワイスマン，
イェアー ダンクナー，
メアー アロニ，
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コムヴュー グラフィックス リミテッド
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Abstract

(57)【要約】 光学装置は光源と、光源から光を受光できるよう光源に対向する側に反射面を有するリフレクターと反射面の小さな間障部と、反射面で受光される光のサンプル光を抽出するための、小さな間障部と整列したリフレクターの反対側に配置されたサンプリング装置とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の分野と背景 本発明は、制御あるいは処理目的のための光学装置からサンプル光を作成する
光サンプリング装置に関する。本発明は、各プロジェクターで作成されたサンプ
ル光を使って、光強度や色組成の変動を補償できるように画像プロジェクターを
制御する、複数の画像プロジェクターを備えた画像プロジェクターシステムに特
に有効である。それゆえ、本発明をこの応用例に関して下記に説明するが、その
他の制御あるいは処理目的のための光学装置からサンプル光をとるために望まれ
る他の例にも同様に適用可能であることも理解できよう。
【０００２】 多くのタイプの光学装置は、光線や光源を操作するためのミラーを備えている
。レンズなどの一般的な光学素子と比べて、ミラーは光を反射側にのみに制限で
きる。このため、最小限の摂動や干渉を有する光線に比較的簡単にアクセス可能
となる。
【０００３】 本発明ではこの利点を利用して、装置の機能を改良又は制御、又はその他の目
的のために反射した光線をサンプリングできる。光線サンプリングが望まれるよ
うな他の例としては、照度制御、ノイズ減少、光学トラッキング、光学整合、画
像形成装置の光学調整などが挙げられる。その画像形成装置の例として、カメラ
、プロジェクター、スキャナー、プリンターなどがある。その光学調整とは、色
彩や強度のバランス、幾何学的歪曲の修正などを指す。
【０００４】 本発明は下記に説明する様に、大型のディスプレイシステムにおいて特に有益
である。
【０００５】 単一の画像発生器に基づいたディスプレイシステムでは、ディスプレイ可能な
ピクセル数（現在の限界はおよそ百万個）と、その輝度（１ユニットの画像域か
ら発せられた光の量）には限界がある。これらの限界を克服するためには、複数
の画像発生器を組み合わせて、１つの画像を形成する必要がある。例えばこのよ
うな結合ディスプレイの製造には、複数の画像プロジェクターを並列に配列した
スクリーンで配置する方法などがある。しかしながら、最終的な画像の品質は、
各画像発生器における変動（例えば、色彩、光強度など）のため、各画像発生器
の境界で自然に生じる不連続性に対する抑制能力に大きく左右される。これらの
変動は、各画像発生器において当初から存在するが、経時的にも変化する傾向が
ある。
【０００６】 一般的に、光サンプリング装置は、光源から発する他の光形態又は画像に対す
る障害を発生させる。光サンプリング装置を光源とスクリーンの間の光プロジェ
クターに設置した場合、その障害は主として影という形態をとる。また、光サン
プリング装置を視聴者とスクリーンの間に設置すれば、障害物となる。
【０００７】 画像を表示したり、あるいは光源から発する光の処理を行う際に光サンプリン
グ装置を取り除かねばならない場合、光サンプリング操作はかなり複雑なものに
なり、またそのコストも大幅に増大してしまう。
【０００８】本発明の目的 本発明の目的は、画像プロジェクターのような光学装置に使用できる光サンプ
リング装置を、比較的便宜な方法と比較的低価格で提供することである。
【０００９】 本発明の別の目的は、光源からの投影画像あるいはその他の発光の一般的用途
における干渉障害を最小限にするような光サンプリング装置を提供することであ
る。
【００１０】 本発明のさらに別の目的は、光学装置の通常作動において、最低限の干渉で所
望の光サンプルを抽出できる光サンプリング装置を備えた光学装置を提供するこ
とである。
【００１１】発明の概要 本発明の特徴の一つによれば、光源と、前記光源から光を受光できるように前
記光源に対向する側に反射面を有し、その反射面には小さな間障部を備えるリフ
レクターと、前記反射面で受光される光のサンプル光を抽出するための、前記小
さな間障部と整列した前記リフレクターの反対側に配置されたサンプリング装置
とを含む光学装置を提供する。
【００１２】 下記に説明する好適な一実施例では、小さな間障部は前記リフレクターと反射
面を貫通する小孔であり、前記サンプリング装置が、前記リフレクターの反対側
からその小孔にその一端が挿入受容された光ファイバーである。
【００１３】 下記に説明する別の好適な実施例では、前記リフレクターの反射面の小さな間
障部は、幅狭のスリット形状である。また、前記光サンプリング装置は、前記リ
フレクターの反対側に固定された光学プリズムを備える。
【００１４】 さらに、この好適実施例の別の特徴によれば、前記光学プリズムは前記リフレ
クターの反対側に平行に接触し、前記反射面の小さな間障部に整列した、サンプ
ル光を受光するための入力面と、前記サンプル光を反射するための傾斜面と、前
記サンプル光が通過する出力面を備えている。前記光サンプリング装置は、前記
プリズムの反対面に光ファイバーと、前記プリズムの出力面に前記光ファイバー
の一端を結合するための光学立方体とをさらに備えている。また、前記光ファイ
バーは、前記リフレクターの反対側に平行に伸長している。
【００１５】 本発明の実施例により、多数の利点が提供される。前記光ファイバーは前記リ
フレクターに平行に伸長しているため、前記光サンプリング装置は、非常に都合
良くコンパクトに前記画像プロジェクターに装着可能になる。加えて、前記反射
面にあるスリットを、前記光ファイバーの断面積よりも大幅に小さくすることが
可能なため、前記光サンプリング装置によって発生する視覚画像への干渉を最小
にとどめることができる。
【００１６】 第３の好適な実施例では、前記光サンプリング装置は前記リフレクターの反対
側に固定され前記間障部と整列し前記リフレクターの反対側に当接するような角
度に切断された一端をもつ光ファイバーを備えている。この実施例では、前記光
ファイバーの端は、前記リフレクターの反対側に固定されかつ前記光ファイバー
端を受容する開口支持部材によって固定されている。
【００１７】 前述の様に本発明は、画像プロジェクターとプロジェクターシステムにおいて
特に有益であり、その場合には光源が画像プロジェクターであるだろう。
【００１８】 本発明の別の特徴によれば、投影される画像を形成するための画像形成装置と
、前記画像を映写するためのスクリーンと、前記スクリーンに形成された画像を
反射するように前記画像形成装置に対向する側に反射面を備えているリフレクタ
ーとを含む画像プロジェクターであって、前記リフレクターの反射面が、小さな
間障部を備え、前記反射面と反対の前記リフレクターの反対側が、光サンプルを
抽出するための前記小さな間障部に整列する光サンプリング装置を備えている、
画像プロジェクターが提供される。
【００１９】 本発明のさらに別の特徴と利点も下記の説明から明白になるであろう。図面の簡単な説明 本発明を付随の図面により例としてみここで説明する。 図１は、多様なタイプの光学装置に使用できる、本発明に従って構成される光
サンプリング装置を示す。 図２は、光学プリズムと光学立方体を備えた光サンプリング装置の別の形態を
示す。 図３は、光サンプリング装置のさらに別の形態を示す。 図４は、本発明による光サンプリング装置を備えた画像プロジェクターの概略
図を示す。 図５は、結合ディスプレイを製造するため、本発明による光サンプリング装置
を各々もつ複数の画像プロジェクターを備えた画像プロジェクターシステムを示
す。
【００２０】好適実施例の説明 図１は、本発明により構成されたサンプリング装置、つまりフィードスルー装
置の一例を示す。図１に示すサンプリング装置は、２０で示すリフレクターに向
けた光源１０を備えた装置で使用されるものである。３０で示すサンプリング装
置は、光源１０の反対側のリフレクター側に位置しており、光源から照射されリ
フレクター方向へ向けられた光を干渉しないようになっている。
【００２１】 リフレクター２０の光源１０に対向する側には、光源から照射された光を反射
するための反射面２１が備わっている。その反射面２１は、反射面２１で受光し
たサンプル光を抽出できるようにサンプリング装置３０と整列した小さな間障部
２２を備える。
【００２２】 図１の実施例では、反射面２１の間障部２２は、その反射面２２からリフレク
ター２０を経て、非反射面２４を持つ反対側まで延びた小孔の形状である。サン
プリング装置３０には、一方の端が小孔２２に受け入れられており、他方の端が
リフレクターの反対面２４まで延びた光ファイバー３１が備わっている。光ファ
イバー３１の端面３２は、所定の角度に切断されており、光源１０から特定方向
に照射された光、特にコリメート光との結合を最適にできるよう研磨されている
。
【００２３】 図１の光サンプリング装置３０は、光ファイバー３１を受けるためのボアー孔
３４を備えかつリフレクター２０の孔２３で光ファイバー３１を支持するための
支持部材３３をさらに備える。その光ファイバー支持部材３３は、適当な接着剤
の使用によって、リフレクター２０の反対面２４に固定されている。
【００２４】 図２は、光サンプリング装置がミラー２０の非反射面２４に固定された４０で
示すプリズムを備える別の構成例を示す。プリズム４０には、光源（図１の１０
）からのサンプル光を受光するように反射面で間障部２２（スリット形状）に整
列したミラー２０の非反射面２４に対して平行に接触する入力面４１が備わって
いる。プリズム４０はサンプル光を反射するための傾斜面４２と、プリズムの出
力面４３の光学立方体４５を介して光ファイバー４４へ伝達されるサンプル光が
通過する入力面４１に垂直に配置した出力面４３を備えている。
【００２５】 前述したプリズムの光学面と光ファイバーは、すべて研磨されている。光ファ
イバー４４の入力端は、光学立方体４５内を貫通形成された孔４５ａに挿入され
、適当な接着剤で接着され、かくして光ファイバー４４の端面４４ａは、プリズ
ムを介して入射された光に露出される。図２に示すように、光ファイバー４４は
、リフレクターの非反射面２４に対して平行に伸長している。
【００２６】 光の方向が光ファイバー４４の縦軸に対して平行であるため、プリズム４０か
ら光を受光するファイバー端面４４ａは、ファイバー４４の軸に対して垂直であ
る。このため、ファイバー端面４４ａは簡単に研磨しておくだけでよい。また、
プリズム４０がリフレクター２０に対して堅固に接合され、光ファイバー４４が
リフレクター２０に対して平行に伸長しているので、前述の構成によって、光源
（図１の１０）からのサンプル光を抽出するために、最小の体積を有するコンパ
クトな構造が可能である。さらに、リフレクター２０の反射面２１のスリット２
２もかなり小さいので、見える画像中の光サンプリング装置の外観も最小にでき
る。
【００２７】 図３には、リフレクター２０からサンプル光を作成するためのさらに別の構成
を示す。この場合、光サンプリング装置は、リフレクター２０の非反射面２４に
固定された斜角面５１を一端に持つ支持部材５０の形で形成されている。ファイ
バーの支持部材５０には、この支持部材５０の面５１と同じ角度で切断された端
面５３ａを持つ光ファイバー５３を受けるボアー孔５２も形成されている。
【００２８】 図４には、１００で示すプロジェクターシステム内でサンプル光を作成するた
めに使用する図１の光サンプリング装置を示す。この装置には、リフレクター１
２３を介してスクリーン１２２上に画像を投影する光学プロジェクター１２１が
備わっている。図４で示すように、光サンプリング装置１３０は、リフレクター
１２３の非反射面に取りつけられ、また、画像プロジェクター１２１からのサン
プル光を抽出するための光ファイバー１３１を備える。
【００２９】 図５は、２００で示される画像プロジェクターシステムを示す。この装置には
、例えば大型スクリーン２２４を介して、前面から見た場合、１つの結合ディス
プレイが形成できるように並列アレー状に配列されたスクリーン２２２を備えた
複数の画像プロジェクター２２１が備わっている。図５には、この画像プロジェ
クターが２つしか図示されていないが、例えば２×２アレー状や３×３アレー状
のように、結合ディスプレイの所望の全体のサイズに応じていくつの数のものも
備えてもよいのは明白であろう。
【００３０】 図５では、リフレクター２２３の反射面２２３ａは、大型スクリーン２２４に
面し、一方各画像プロジェクターの光サンプリング装置２３０は、それぞれのリ
フレクター２２３の非反射面２２３ｂに取り付けられている。この場合、各プロ
ジェクターの光サンプリング装置は、光ファイバー２３１を介してサンプル光を
抽出できるように図２に示したようなプリズム型のものである。図２に関連して
説明したとおり、光ファイバー２３１は各プロジェクターにおいてリフレクター
の非反射面２２３ｂに対して平行に、画像発生器２２１のプロジェクタードライ
バ２３４を制御する光計測装置２３２へ向かって伸長している。
【００３１】 反射面の間障部（２２）は、反射面に間障部として形成するだけでなく、この
間障部において部分的に光透過できるような十分に薄い反射膜の形状で形成して
もよいことが認識されるだろう。
【００３２】 本発明をいくつかの好適な実施例を用いて説明してきたが、これらはあくまで
も本発明の一例に過ぎず、その他の様々な応用や変形が可能であることは明らか
であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 多様なタイプの光学装置に使用できる、本発明に従って構成される光サンプリ
ング装置を示す。
【図２】 光学プリズムと光学立方体を備えた光サンプリング装置の別の形態を示す。
【図３】 光サンプリング装置のさらに別の形態を示す。
【図４】 本発明による光サンプリング装置を備えた画像プロジェクターの概略図を示す
。
【図５】 結合ディスプレイを製造するため、本発明による光サンプリング装置を各々も
つ複数の画像プロジェクターを備えた画像プロジェクターシステムを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源と、 前記光源から光を受光できるように前記光源に対向する側に反射面を有し、そ
    の反射面には小さな間障部を備えるリフレクターと、 前記反射面で受光される光のサンプル光を抽出するための、前記小さな間障部
    と整列した前記リフレクターの反対側に配置されたサンプリング装置とを含む光
    学装置。
  2. 【請求項２】 前記小さな間障部が、前記リフレクターと反射面を貫通する
    小孔であり、前記サンプリング装置が、前記リフレクターの反対側からその小孔
    にその一端が挿入受容された光ファイバーである、請求項１に記載の光学装置。
  3. 【請求項３】 前記一端の前記光ファイバーの端面が、所定角度に切断され
    て研磨されている、請求項２に記載の光学装置。
  4. 【請求項４】 前記光ファイバーが、前記リフレクターの反対側に固定され
    かつ前記光ファイバー端を受容する開口支持部材によって前記孔に支持されてい
    る、請求項３に記載の光学装置。
  5. 【請求項５】 前記リフレクターの反射面の前記小さな間障部が、幅狭のス
    リット形状である、請求項１に記載の光学装置。
  6. 【請求項６】 前記光サンプリング装置が、前記リフレクターの反対側に固
    定された光学プリズムを備えている、請求項５に記載の光学装置。
  7. 【請求項７】 前記光学プリズムが、 前記リフレクターの反対側に平行に接触し、前記反射面の小さな間障部に整列
    した、サンプル光を受光するための入力面と、 前記サンプル光を反射するための傾斜面と、 前記サンプル光が通過する出力面を備えている、請求項６に記載の光学装置。
  8. 【請求項８】 前記光サンプリング装置が、前記プリズムの出力面に光ファ
    イバーをさらに備えている、請求項７に記載の光学装置。
  9. 【請求項９】 前記光サンプリング装置が、前記光ファイバーの一端を、前
    記プリズムの出力面に結合させるための光学立方体をさらに備えている、請求項
    ８に記載の光学装置。
  10. 【請求項１０】 前記光ファイバーが、前記リフレクターの反対側に沿って
    平行に伸長されている、請求項８に記載の光学装置。
  11. 【請求項１１】 前記光サンプリング装置が、前記リフレクターの反対側に
    固定され前記間障部と整列し前記リフレクターの反対側に当接するような角度に
    切断された一端をもつ光ファイバーを備えている、請求項１に記載の光学装置。
  12. 【請求項１２】 前記光ファイバーの端が、前記リフレクターの反対側に固
    定されかつ光ファイバーの端を受容する開口支持部材によって前記リフレクター
    の反対側に固定されている、請求項１１に記載の光学装置。
  13. 【請求項１３】 前記光源が、前記リフレクターを介して画像をスクリーン
    に投影する画像形成装置である、請求項１に記載の光学装置。
  14. 【請求項１４】 投影される画像を形成するための画像形成装置と、 前記画像を映写するためのスクリーンと、 前記スクリーンに形成された画像を反射するように前記画像形成装置に対向す
    る側に反射面を備えているリフレクターとを含む画像プロジェクターであって、 前記リフレクターの反射面が、小さな間障部を備え、 前記反射面と反対の前記リフレクターの反対側が、光サンプルを抽出するため
    の前記小さな間障部に整列する光サンプリング装置を備えている、画像プロジェ
    クター。
  15. 【請求項１５】 前記小さな間障部が、前記リフレクターと反射面を貫通す
    る小孔であり、前記サンプリング装置が、前記小孔で受容する一端を備えかつ前
    記リフレクターの反対側から伸長する光ファイバーである、請求項１４に記載の
    画像プロジェクター。
  16. 【請求項１６】 前記一端の前記光ファイバーの端面が、所定の角度で切断
    され、研磨されている、請求項１５に記載の画像プロジェクター。
  17. 【請求項１７】 前記光ファイバーが、前記リフレクターの反対側に固定さ
    れかつ前記光ファイバー端を受容する開口の支持部材でによって前記孔に支持さ
    れている、請求項１６に記載の画像プロジェクター。
  18. 【請求項１８】 前記リフレクターの反射面の前記小さな間障部が、幅狭の
    スリット形状である、請求項１４に記載の画像プロジェクター。
  19. 【請求項１９】 前記光サンプル装置が、前記リフレクターの反対側に固定
    された光学プリズムを備えている、請求項１８に記載の画像プロジェクター。
  20. 【請求項２０】 前記光学プリズムが、 前記リフレクターの反対側に平行に接触し、前記反射面の小さな間障部に整列
    した、サンプル光を受光するための入力面と、 前記サンプル光を反射するための傾斜面と、 前記サンプル光が通過する出力面を備えている、請求項１９に記載の画像プロ
    ジェクター。
  21. 【請求項２１】 前記光サンプリング装置が、前記プリズムの出力面に光フ
    ァイバーをさらに備えている、請求項２０に記載の画像プロジェクター。
  22. 【請求項２２】 前記光サンプリング装置が、前記光ファイバーの一端を、
    前記プリズムの出力面に結合させるための光学立方体をさらに備えている、請求
    項２１に記載の画像プロジェクター。
  23. 【請求項２３】 前記光ファイバーが、前記リフレクターの反対側に沿って
    平行に伸長されている、請求項２１に記載の画像プロジェクター。
  24. 【請求項２４】 前記光サンプリング装置が、前記リフレクターの反対側に
    固定され前記間障部と整列し前記リフレクターの反対側に当接するような角度に
    切断された一端をもつ光ファイバーを備えている、請求項１４に記載の画像プロ
    ジェクター。
  25. 【請求項２５】 前記光ファイバーの端が、前記リフレクターの反対側に固
    定されかつ光ファイバーの端を受容する開口支持部材によって前記リフレクター
    の反対側に固定されている、請求項２４に記載の画像プロジェクター。
  26. 【請求項２６】 前記光源が、前記リフレクターを介して画像をスクリーン
    上に投影する画像形成装置である、請求項１４に記載の画像プロジェクター。
  27. 【請求項２７】 請求項１４に記載の複数の画像プロジェクター（前記画像
    プロジェクターのスクリーンは結合ディスプレイを形成するために並んで配列さ
    れる）と、 前記画像プロジェクターの光サンプリング装置から前記光サンプルを受光し、
    これに従って画像プロジェクターを制御するための制御システムとを含む画像プ
    ロジェクターシステム。
JP2001508621A 1999-06-30 2000-06-27 光サンプリング装置およびその装置を備えたプロジェクターシステム Pending JP2003504656A (ja)

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