JP2004514925A - 覗き込みと投射ディスプレイのデュアルモードシステム - Google Patents
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Abstract
Description
発明の範囲
本発明は一般的には表示装置、より詳細には覗き込みでも投射モードのどちらでも実行できるデュアルモード表示装置、つまり個人用のディスプレイとしても共用のディスプレイとしても使用が可能な装置に関するものである。
【0002】
従来の技術
伝統的にカメラはユーザのためのファインダーを備える。一部のカメラはビグネットポートを通したカメラと同じくらい単純である。このビグネットポートを通したカメラでは、フィルムに表現される画像のほぼ限界を確認できる。一眼レフカメラでは、ポートはユーザが実際のレンズを通してカメラによりフィルム上に表現される画像のおおよその限界を確認できる。これらカメラ技術の改良により、個人やプロの写真の品質を大きく進歩させることが可能になった。もちろん、その後に表現された画像はポートを使用して見ることができなかった。
【0003】
デジタルカメラの出現により、当初、ユーザが表現した画像を確認できるように、製造業者は小型(約4.83cm(1.9インチ))電子ディスプレイを選択し、次に再生や、以前に表現された画像を見ることができるように選択した。これらの電子ディスプレイは典型的に薄膜トランジスタ(TFT)技術を使用していた。これらのディスプレイを用いた製品の使用を検討することにより、製造業者はまた“集団視”といわれる方法をカメラユーザが実行できることを発見した。集団視は効率的な方法で手近な他人と画像を共有する。このようなディスプレイは「共有ディスプレイ」といわれるようになった。共有ディスプレイの一つの主要な課題として、太陽光の下ではこれらのディスプレイを見ることが非常に困難なことがある。他の課題としては共有ディスプレイによる電力消費がある。カメラで現在実施されている新しい種類の低電力覗き込みディスプレイ装置は周囲の光の状態と関係無しに常に使用できるため、TFTディスプレイの課題を克服しているが、製造業者は新たに得た集団視という形態を断念することはしたくない。本発明は二つの独立したディスプレイ装置を必要とすることはく、同一の装置内に二つの形態を共存させることを可能にする。
【0004】
発明の開示
本発明は画像を再生するために画像生成装置の設定を備えるディスプレイ装置に関するものである。第一モードは装置が画像生成装置の実像を作成し、第二モードは画像生成装置の虚像を作成する二つの画像レビューモードの一方、または両方によって装置が作動する時に画像が鑑賞者によって目視される。
【0005】
画像生成装置はマイクロディスプレイであり得る。マイクロディスプレイは強誘電性液晶やネマティック液晶を使用した液晶マイクロディスプレイでありえる。マイクロディスプレイはデジタルマイクロミラー装置、TFT装置、OLED装置であり得る。ディスプレイ装置はさらに外部の画像生成装置に向け発光し、モードの一方もしくは両方において画像作成を画像生成装置と協働する一つから複数の光源装置を備える。少なくとも一つの光源装置は赤、緑、青のLEDのそれぞれを備える。装置は一つあるいはただ一つの光源装置を備え得る。装置は少なくとも二つの光源装置を備え得る。装置はさらに一つ又は複数の光源装置から光の強度を確立する光源駆動装置を備える。光源駆動装置により確立された光の強度はディスプレイ装置を作動させる画像レビューモードに関連する。
【0006】
ディスプレイ装置はさらにディスプレイ装置を作動させるモードを確立するモード選択装置を備え得る。モード選択装置は装置操作者に望ましい画像レビューモードを選択可能にする少なくとも二つ状態に切換え可能なスイッチを備える。ディスプレイ装置はさらに装置操作者が第二モードで装置を作動している際に画像生成装置の虚像が確認できる接眼レンズを備え得る。モード選択装置は装置操作者がファインダーを覗くことを検出できる近接センサーを備え得る。ディスプレイ装置はさらに第一モードで装置が作動する際に画像生成装置の実像が表示される画像スクリーンを備え得る。画像スクリーンは第一モードで操作中に使用する活動状態と第一モード以外の操作中に使用する非活動状態の少なくとも二つの状態の間を移動できる。モード選択装置は画像スクリーンの状態を検出し、さらに作動する装置のモードを確立する。ディスプレイ装置はさらに画像スクリーンについてのポインティング装置の状態を決定する検出装置を備え得る。画像スクリーンは装置の操作環境に与えられた外乱光の少なくとも一部を排除するため偏光性を持ち得る。画像スクリーンは非均一な増幅率を持ち得る。
【0007】
虚像は虚像位置への第一光学経路に従い、実像は実像位置への第二光学経路に従い得る。第一光学経路と第二光学経路はどこでも同時に起こり得ない。第一光学経路と第二光学経路は同時に起こり得る。第一光学経路と第二光学経路は部分的に同時に起こり得る。少なくとも第二光学経路の一部は外部のディスプレイ装置へ向けられ得る。実像はディスプレイ装置に対し外部に形成され得る。
【0008】
ディスプレイ装置はデジタルカメラ、ビデオカメラ、外部ソースから電子的画像を受信するため設定されたポータブルテレコミュニケーション装置、外部ソースから電子的画像を受信するため設定された携帯情報端末、などである。
【0009】
本発明はまた画像を作成するための装置に関連し、装置は照明装置や照明装置を伴う光学コミュニケーション内の反射空間光変調器、画像を作成することができるように照明装置からの光を変調するための設定されたSLMを備え得る。装置はまた焦点を合わした画像が第一表示画面に表示されるなど、SLMにより作成される画像に焦点を合せる第一レンズ装置を備え、装置が第一モードで実行される時は、表示領域は鑑賞者の網膜にある。装置はまた装置が第二モードで作動する時に第二表示画面に表示するなど、SLMによって作成された画像を投射する第二レンズ装置を備え、第二表示画面は一人以上の鑑賞者によって見ることができる。
【0010】
本発明はまた画像を作成するための装置に関係している。装置は複数の鑑賞者が装置により作成された画像を同時に見ることが可能なように設定された画像生成装置を備え得る。改良により一度に一人の鑑賞者だけが原則的に見ることが可能な画像生成装置の第二画像を作成することも含まれる。
【0011】
本発明はまたイメージキャプチャー装置内で実施され、イメージキャプチャー装置を含むハウジングと、ハウジング内に配置されたマイクロディスプレイ、ハウジング内に配置された光源を備えるディスプレイ装置に関係している。第一光学経路が光源から画面までに存在し、第二光学経路が光源から画像投射位置まで存在する。第一光学経路も第二光学経路のどちらも選択可能である。
【0012】
本発明はまた画像キャプチャー装置により表現される画像の表示方法に関係している。この方法はマイクロディスプレイの供給、マイクロディスプレイからマイクロディスプレイの画像を見ることができる画面までの光学経路の供給、マイクロディスプレイから画像投射位置までの光学経路の供給からなる。
【0013】
発明の実施形態
本発明はここでユーザが覗き込み(個人用ディスプレイ)モードと投射画面(プロジェクション)モード(共有ディスプレイ)の一方もしくは両方を選択できるデュアルモードディスプレイシステムを供給するために記述される。本発明の出願の狙いはデジタルカメラであるが、本発明はまた、ビデオカメラ、セルラーフォン、ゲーム機、個人用表示装置、携帯情報端末(PDAs)、工業用装置など多くのものに幅広く適用できる。以下の記述では、多くの詳細が本発明の理解のために述べられる。以下の記述に基づいて、当業者は本発明の様々な変形を実施できる。また、コンポーネント生産用の既知のプロセスや様々な光学コンポーネントの既知の光学的影響は本発明を不必要に曖昧にしないために記述しなかった。
【0014】
本発明は既知の、またまだ発見されていない多くのディスプレイ装置で実施され得る。例えば、本発明は現在、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯情報端末、セルラーフォン、個人用ムービープレーヤー、個人用ゲーム機などで実施できるだろう。新しい機器が発見され、一般に使用されるようになることにより、これらの装置は当業者によりどのように本発明を適応するか理解されるだろう。
【0015】
本発明の第一実施形態を図1、図2に示す、デジタルカメラなどの、ディスプレイ装置20は画像生成装置22を備える。この図または他の図において、同じ参照番号は図内の同じエレメントを示す。上記したように、本発明では複数のディスプレイ装置で実施できる。この理由のため、本発明に関連のあるディスプレイ装置のエレメントのみをここで表示し説明する。他のエレメント−例えば、画像作成やビデオやデジタルカメラ内の記憶メカニズム−は本発明を明確化するために省略した。画像生成装置22は覗き込みモードでは光学的に目の網膜に中継され、投射モードでは一人もしくは複数の人により見ることが可能な、内部又は外部のディスプレイスクリーン上に表示するために増幅される画像を作成する。覗き込みモードで作成された画像は虚像であり、投射モードで作成された画像は画像生成装置の実像である。
【0016】
例えば、米国特許第5748164号や米国特許第5808800号などで開示されているような、画像生成装置22は液晶マイクロディスプレイであり、これらの特許は本願に組み込まれている。このような液晶マイクロディスプレイは、例えば、強誘電性や、ネマティックや、反強誘電性液晶素材をからなる。当業者は液晶マイクロディスプレイを理解しているため、これらの装置の機能を正確にするために必要な偏光器、分析器、光源など様々な光学コンポーネントなど、このような装置を使用してどのような有用な製品を作成するか、ここで詳細を記述しなかった。液晶マイクロディスプレイに加えて、他の適切な装置としてコーピン コーポ(Kopin Corp)により開示された種類の単層結晶シリコンや、様々原料から製造されたポリシリコン装置や、TFT装置などのシリコン装置上の小型透過型液晶からなる。発光ディスプレイの種類は、例えば、小型CRTs(ブラウン管)、FEDs(電界効果装置)、OLEDs(有機発光ダイオード)等が使用可能である。本発明ではまたマイクロメカニカル装置、例えば、テキサス インストルメント(Texas Instruments)で製造されているデジタルマイクロミラー(DMD)などからなる。一般的に、マイクロディスプレイは対角線上の寸法が5cm以下であり、好ましくは2.5cm以下である。しかし、大きなマイクロディスプレイも可能である。例えば、本発明の承継人は現在、対角線上の寸法が約1cmのマイクロディスプレイも対角線上の寸法が約2.2cmのマイクロディスプレイも売ることができる。本発明は使用されている画像生成装置の特定の種類に依存せず、ディスプレイ装置内に十分適した小ささで、増幅や投射のどちらも可能な画像を生成可能な装置が本発明の範囲に入るとみなされる。画像生成装置という用語は全てのこのようなディスプレイ全体を示すために使用される。
【0017】
ディスプレイ装置20はまた可動ミラーアセンブリ24は画像生成装置22に隣接している。第一レンズ装置26と覗き込みポート28は覗き込みモードに関連している、第二レンズ装置30、フォールドミラー32、投射スクリーン34は投射ディスプレイモードに関連している。数々の透過型スクリーンの材料が投射スクリーンのために選択することができる。スクリーンは、例えば、すりガラス、バルクディフュージング材料、ブラックマトリクスタイプのビードスクリーンなどの材料から作成される。図1では、装置20は覗き込みモードであり、ミラーアセンブリ24は画像生成装置22からの光が直接、第一レンズ装置26を経由して覗き込みポート28に行くことが可能な状態にある。図2では、ミラーアセンブリ24は投射スクリーン34に中継するため第二レンズ配置30やフォールドミラー32に向けて画像生成装置22からの光を反射可能な状態に移動するか配置される。後段で明らかになるように、投射スクリーンの位置は図1、図2や覗き込みポート28に関連したどんな特定の面などの位置により制限されない。
【0018】
ミラーアセンブリ24の移動は様々な方法で制御されるだろう。例えば、モード選択スイッチ36は覗き込みモードと、投射モードと、覗き込みと投射の両方のモードと、画像無しのモードを選択するために使用する2つまたはそれ以上の状態を備える。モード選択スイッチ36の代わりとして、近接検出装置37によりユーザが覗き込みポートを通して画像を見ようと試みることを検出した際、覗き込みモードに設定するように使用できる。
【0019】
ディスプレイ装置20で覗き込みモードと投射モードを同時に双方に画像を表示するために、ミラーアセンブリ24は部分的に銀を被せた面を備え、これは図2で示される位置において、覗き込みポート28を経由して画像が可視状態のまま、同時に投射スクリーン34に反射することを可能にする。部分的に銀を被せたミラーの構成の注意深い選択により、覗き込み画像と投射画像の強度のバランスが達成される。もちろん、部分的に銀を被せたミラーは光の有意な部分を透過し、光の有意な部分を反射すること可能にする別の適切な手段により交換することができる。
【0020】
ディスプレイ装置20はまた強度制御装置38を備え、強度制御装置38は画像生成装置22で作成される画像の強度を決定する。様々な画像強度により、ディスプレイ装置20は覗き込みモードでは低い強度で表示し、従って電力を省力し、もしもバッテリーのような有限なソースを装置の動力源にした場合、長い作動時間を可能にする。様々な強度のための方法は透過や反射画像生成装置の場合における光源の出力や、発光装置の場合におけるディスプレイエレメントの出力の変更からなる。画像強度変更の他の方法はあるモードでのみ使用可能な追加光源を備え得る。強度変更をするために他の適した方法が可能であり、本発明の範囲と考えられる。
【0021】
投射ディスプレイモードの光学経路のために必要とされる増幅は投射スクリーンの大きさや画像生成装置22の大きさの影響を受け、設計選択の課題となり、また、10オーダーの増幅因子も例外ではない。しかし、増幅因子の設計は多くの詳細な設計の状態に基づく数字により実質的に変動する。レンズや他の装置の選択はこれや適切な増幅経路の長さに影響する。
【0022】
もしマイクロディスプレイ上でスキャンの方向を変更しない場合、いくつかの投射方法は(覗き込みモードによる方向性と比較すると)反転した画像を作成することを注意しなければならない。このような画像は依然として実用的であるが、これを修正する能力を持つことはより望ましい。多くのマイクロディスプレイや他のディスプレイは水平と垂直の両方に電子スキャンの方向を変更する能力を備える。半導体ベースのディスプレイでは、スキャン方向を変更するために使用される信号がしばしばHflipやVflipといわれる。従って、本発明は、モード選択スイッチや、覗き込みポートに対するユーザの接近に基づいて使用するモードを検出するセンサーや、他のパラメータに基づく各モードでの垂直画像を提供するこれらの信号を制御する能力を備える。
【0023】
本発明の第二実施形態を図3、図4で示す。この実施形態では、ディスプレイ装置40は画像生成装置42を備える。ワイヤグリッド偏光器など可動反射線形偏光器44は装置42に隣接する。第一レンズ装置46と覗き込みポート48は覗き込みモードに関連し、第二レンズ装置50とフォールドミラー52と投射スクリーン54は投射ディスプレイモードに関連している。図3では、装置40は覗き込みモードで、線形偏光器44は画像生成装置42からの光が第一レンズ装置46を経由して覗き込みポート48に通過することを可能にする。図4では、線形偏光器44は画像生成装置42からの光が投射スクリーン54に中継されるようフォールドミラー52に反射されるよう移動または配置される。
【0024】
ワイヤグリッド偏光器製造の近年の進歩は、透過時と同じぐらい反射時の使用にも適して生産された装置を備える。フラット装置のように反射偏光器を採用した他のタイプが使用され得る。図3は画像生成装置42からの光が線形偏光器44により覗き込みポート48で表示する画像作成のため透過を解析する作動モードを表現している。図4は作動モードを表現している。
【0025】
線形偏光器44が画像生成装置42からの光を投射スクリーン54に表示するべく反射を解析するために移動する。反射光の偏光は透過光の偏光と直交し、ある画像が別の画像の補完をする。
【0026】
画像生成装置42が強誘電性液晶の場合、この障害はとても簡単に克服できる。当業者には、このような装置の照明として使用するLEDは50%の負荷時間率で作動することができ、そのため暗期間でも画像はDCバランスが取れることがわかる。両方のインスタンスに対するポジティブ画像獲得ためにON時とOFF時のタイミングの反転のみ必要である。従って、選択モードまたは検出されたモードの反応において、このタイミングは必要とされる透過画像、反射画像双方のためのポジティブ画像を獲得できるよう反転し、反転しない。
【0027】
画像生成装置42はFED、OLED、DMD、CRTなどの非極性の画像を作成する様々な画像ング装置の一つであり、これらは図4で示される同時に覗き込みポートと投射スクリーンの双方に画像を表すためのディスプレイ装置40を使用することができる。スクリーンが適切に位置した場合、鑑賞者達は投射された画像を見ることができると同時に個人で拡大された状態の同じ画像を見ることができる。これは図1や図2に対して説明した部分的に銀で覆われたミラーを使用した実施などでワイヤグリッド偏光器を置き換えることができる。
【0028】
本発明の第三実施形態を図5で示す。この実施形態では、別の投射経路が画像生成装置62を備える装置60のために説明されている。ワイヤグリッド偏光器やミラーなど移動反射装置64は装置62に隣接して位置している。第一レンズ装置66と覗き込みポート68は覗き込みモードに関連し、第二レンズ装置70、フォールドミラー72、投射スクリーン74は投射ディスプレイモードに関連している。図からわかるように、投射スクリーン74は覗き込みポート68と同じ平面や同じ面に制限されない。代わりに、投射スクリーン74と/または覗き込みポート68は適切なフォールドミラーと/または旧来の光学コンポーネントの使用によりどんな面にも設置できる。
【0029】
本発明の第四実施形態を図6で示す。本実施形態は画像生成装置82を含む装置80からなる。移動ミラーアセンブリ84は装置82に隣接している。第一レンズ装置86と覗き込みポート88は覗き込みモードに関連し、第二レンズ装置90、フォールドミラー92、投射光学装置94は投射表示モードに関連している。図6では、ミラーアセンブリ84は投射光学装置94に中継するために画像生成装置82からフォールドミラー92に光を反射する位置を移動または配置する。認識されているように、本実施形態では装置80の一体部分として投射スクリーンを示していない。代わりに、投射スクリーンは装置80外部の適切な面、例えば、紙、マウスパッド、壁、ドア、民間航空機上の便利なトレイ等である。もちろん必須ではないが大体の適用において、白い面が投射面として理想的である。この方法により、画像は装置80から適切な面に投射される。もしそうならば、伝統的なオートフォーカスシステムや画像の焦点を調整し選択する他の方法を備えることができる。
【0030】
ディスプレイ装置80は画像生成装置82で作成される画像を電子的“歪み前(pre−distort)”に使用する歪み補正装置96を備ええる。例えば、投射スクリーンが画像生成装置の側面と平行でない場合、投射された画像は“要石(keystone)”型になる。画像歪み補正装置は画像生成装置に投射された画像の正確な表示のために反対の方向に歪ませた画像を作成させる。
【0031】
図7と図8は本発明の第五実施形態を示し、覗き込みモードと投射モードが一つの光学エレメントを共有している。図7と図8では画像生成装置102、第一レンズ装置104、覗き込みポート106、第二レンズ装置108、投射スクリーン110、移動ミラーアセンブリ112を備えているディスプレイシステム100を記述している。装置102からの画像は覗き込みモード、投射モード双方で第一レンズ装置104に伝わる。図7では、移動ミラーアセンブリ112が覗き込みモード用に位置している。図8では、移動ミラーアセンブリ112が投射モード用に位置している。図9で示すように外部スクリーンに画像を投射するために投射光学装置114を備えることにより、本発明の実施形態を適応することができる。このような変形は先ほど開示した図6より明らかである。もちろん、ミラー112上に部分的に銀を被せたり、上記のようは他の手段を備えることにより、投射や覗き込み双方のモードで同時にディスプレイ装置100を作動させることができる。
【0032】
図10と図11は本発明の第六実施形態を示し、画像生成装置が選択されたモードにより光学装置に関連して移動できる。図10と図11は画像生成装置122、レンズ装置124、覗き込みと投射の複合光学アセンブリ126を備える装置120を示している。図10は覗き込みモードの画像生成装置122の位置を示している。図11は投射モードの位置を示している。本実施形態では画像は外部面に投射される。
【0033】
図12や図13は本発明の第七実施形態を示し、選択モードに合せ光学エレメントが光学経路の中と外に移動する。図12と図13は、画像生成装置132、第一レンズ装置134、第二レンズ装置136、覗き込みと投射の複合光学アセンブリ138を備えるディスプレイ装置130を示している。第二レンズ装置136は覗き込みモードか投射モードのどちらかの選択に依存して光学経路の中か外に選択的に位置する。図12は覗き込みモードでの第二レンズ装置136の位置を示している。図13は投射モードでの位置を示している。この実施形態では、画像は外部面に投射される。または移動部分は採用されたモードに依存して光学経路内にどちらかが移動する二つの異なるレンズ装置を含み、または連結している。
【0034】
図14は本発明の第八実施形態を示し、画像生成装置142、第一レンズ装置144、移動ミラー装置146、覗き込みポート148、投射光学装置150、移動投射スクリーン152を備えるディスプレイ装置140を示す。先の実施形態のように、移動ミラー装置146は符号146aと符号146b(点線で表す)で示される2つの位置間を移動し、装置146が画像生成装置142により作成された画像を構成する光の一部を投射光学装置150に中継できることが可能な場合、符号146aで示される位置に留まる。投射光学装置150は、例えば、カーブミラーやミラーの組合せ等である。または、投射光学装置150は、例えば、レンズやレンズの組合せである。もしくは、投射光学装置150はミラーやレンズや符号152aで示される位置の投射スクリーン152上に光を向け、光の焦点を合せる他の光学エレメントの組合せである。移動投射スクリーン152は符号152aと152b(点線で表す)で示される位置間を移動可能であり、使用する投射モードでは符号152aに位置する。スイッチや他のタイプのセンサー154は投射スクリーン152に関係しており、自動的に投射か覗き込みモードか選択するために投射スクリーン152の位置情報を検出する。同様に制御156は選択モードにより位置146aと146bの一つの装置に移動する移動ミラー装置146に関連し、モードの選択はセンサー154に基づく場合も基づかない場合もある。
【0035】
さらに、画像センサー158(CMOSセンサーや他の適切なタイプのセンサーなど)は、投射スクリーン152が画像を表現されるように152aに位置する時、画像生成装置142に隣接するレンズ144の焦点面や付近に位置する。この方法により、指(finger)や同様のものなどの位置決め装置の位置を検出できる。位置決め装置の位置はディスプレイ装置140やビデオカメラ、デジタルカメラ、PDA、モバイルフォンなどの実施される装置の作動を制御するために使用できる。もちろん、他の位置にも画像ングセンサー158を設置できる。例えば、投射スクリーン152から画像センサー158までの光学経路は画像生成装置142から投射スクリーン152までの光学経路に部分的に一致することや、まったく一致しないこともある。ディスプレイシステム140に関連せず、ダイクロイックフィルターや帯域通過フィルタという手段によりセンサー158は周囲の明るさや(赤外線などの)光の波長という外部変化に反応する。
【0036】
投射スクリーン152はどんな種類のスクリーン面でも当業者により本開示の使用に適するように組み込むことが可能である。さらに、投射スクリーン152は多くの便利な特性を組入れている。例えば、投射スクリーンは外乱光の少なくとも一部を排除するために偏光面を備え、従って、投射される画像が周囲の環境比較して明るく見える。さらに好ましい方向へ光を向けるため光配向性装置を備える。従って、好ましい方向では、他のケースより多くの光が向けられ、他の方向には、他のケースより少ない光が向けられる。このような非均一な増幅特性は投射画像の画像品質を強化する。付属投射スクリーンを備えたディスプレイ装置に関して、また開示された本発明の他の実施形態に組入れることも可能である。
【0037】
図15、図16、図17は本発明の第九実施形態を示し、選択モードにより光源(一つでも複数でも)を再配置する。図15、図16、図17では画像生成装置162、第一光学装置164、覗き込みポート166、第二光学装置168、投射スクリーン170、移動光源172を備えるディスプレイ装置160を示している。光源172は図15と図16に示された位置間を移動できる。図15では、光源172は覗き込みモード用に配置されている。図16では、光源172は投射モード用に配置されている。その他にも、図17で示すように、覗き込みと投射モード双方が同時に使用したり、交互に選択される場合、第二光源174を備え得る。光源172用の装置は適切な光源を単純にオン、オフにすることにより、他のコンポーネントに再配置する必要無しにディスプレイ装置160は覗き込みモードや投射モード間を切り替えれるという更なる利点を備える。
【0038】
図15−17に示されている本発明の実施形態は画像生成装置から分離した光源装置を備えるここまでで議論された最初の実施形態である、他の画像生成装置が一体化した光源を備える。この実施形態では光源装置は反射画像生成装置と共同して示す。しかしこれは必須ではない。本開示を踏まえて、当業者は透過画像生成装置を使用した装置に本実施形態を容易に適用できる。さらに、本実施形態の教示は此処で議論された他の実施形態に同様に適用できる。
【0039】
図15−17の実施形態の本説明を踏まえると、本発明は様々な種類の有用な照明装置やシステムを採用できる。現在最も一般的な覗き込みシステムに使用される照明は光発光ダイオードやLEDからなる。LEDは一つまたは複数の色を提示し、画像は順次に色の生成を発生させる。一方画像は必須の無色照明を作成するための無色(黒や白)や一つや複数の種類のLED−例えば、ディフューザーの使用の組合せ−である。一方、ノートブックコンピュータに一般的に使用される液晶ディスプレイ用の照明として同様に使用される小型白色蛍光灯も選択できる。必須の無色照明は、小型灯の出力をフィルタ処理している。レーザーもまた使用可能である。最後に、投射ディスプレイ用に一般に使用する電極や電極無しランプの一部の種類も代わりに使用される。これは電力の第一ソースのバッテリー装置では適用されにくいが、電源コードから電力の外部ソースまで使用される所では接続用途には即座に実行できる。照明のどんな適切なソースもまた使用できる。
【0040】
図18は本発明の第十実施形態のディスプレイ装置180を示す。ディスプレイ装置180は画像生成装置182、第一ミラー184、第一光学装置186、覗き込みポート188、第二光学装置190、第二ミラー192、投射スクリーン194からなる。投射スクリーン194は可撓性ハウジング196を経由して符号194aと符号194b(点線で示す)の位置間を移動できる。投射スクリーンは投射光学経路が作動する際に位置194aに位置する。
【0041】
図19は本発明の第十一実施形態のディスプレイ装置200を示す。本実施形態では内部光学エレメントは示されない。しかし、これまでの記述により、当業者はどこに配置するか理解される。ディスプレイ装置200は投射スクリーン202、これは拡張メカニズム204を経由して符号202aと符号202bとで示される2つの位置間で作動する。投射スクリーン202は投射光学経路が作動するときは符号202aで示される位置に位置する。
【0042】
図14、図18、図19で示されている実施形態は本発明の重要な一面を表している。ここで記述された様々なディスプレイ装置が装置と一体化した投射スクリーンを備えることが現在可能であるが、依然として装置フットプリントに対して外部の光学経路に従って投射画像を作成することも可能である。光学経路が装置内に完全に含まれる場合、ディスプレイ装置の容量により作成される限界の克服は重要である。光学経路がディスプレイ装置の外へ伝達を可能にすることにより、大きな画像が一体型投射スクリーンを備える小型ディスプレイ装置と共存可能である。
【0043】
デュアルモードディスプレイシステムの極めて高い利点を供給するために、高効率性の照明システムが望ましい。ディスプレイの照明はスクリーン上に均一で明るい画像を作成することを求められ、また同時に高度な光学効率を保持することを求められる。当業者にはこの問題は良く知られており、散光や臨界照明やケーラ(Koehler)照明、例えば、本願に併合されているジオメトリック アンド インストゥールメント オプティクス(Geometric and instrumental optics)(アカデミック プレス サンディエゴ(Academic Press,San Diego) 1988年)に記載されるなど、様々な解決方法がある。
【0044】
使用されるディスプレイパネルが偏光を必要する際、LED光により改良された効率性は、アークランプのために本来開発され、本願に組入れられているSID インターナショナル シンポジウム ダイジェスト オブ テクニカル ペーパ(International Symposium Digest of Technical Papers)(ソサエティ フォー インフォメーション ディスプレイ、サンタ アナ カルフォルニア(Society for Information Display,Santa Ana,California)1997年)の993ページ〜996ページのイトー(Itoh)などによる“偏光照明システムを使用する超高効率LCプロジェクター”により記述され、光回復技術を使用している。
【0045】
図20本願に組入れている照明システム210の例を示している。照明システム210は“Xキューブ”して知られている配置である212a〜212dの4つのプリズムからなるアセンブリを備えている。プリズムは図示するようキューブ状に配置している。赤色LED214、緑色LED215、青色LED216などの光源は図示するよう4つのキューブ面の3つに位置する。各キューブの対角線横断面図、それぞれ2つのプリズムの面を備え、第一対角線横断面図218と第二対角線横断面図220は、特定の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過させるように処理する。この場合、第一対角線横断面図218は青色光を反射する処理を行い第二対角線横断面図220は赤色光を反射する処理を行う。それゆえ、白色光がxキューブから放射される。この装置は照明システム効率性を減少させるディフューザーなどの追加光学エレメントを使用せずに複合光を作成する利点を備える。さらに、分散色コンバイナや、回折格子や、ディフューザーなどの、白色光を作成するために別の光源から複合色用の別の装置を使用することもできる。
【0046】
本発明の真価としてはマイクロディスプレイなどの1つの画像生成装置からの2つの独立した画像が供給できることである。これらの画像は同時に存在しえ、また相互に排他的に存在し得る。2つの異なる倍率や画像の状態を作成できる。ある画像は虚像で、覗き込み使用を目的に無限焦点対物レンズを使用して可視となる。別の画像は実像で、画像ディスプレイスクリーン上で拡大された画像を投射する共有光学システムにより作成される。画像ディスプレイスクリーンは距離が離れても様々な観察位置でも見られる。
【0047】
今までの記述は本発明の原則の単なる記述である。さらに、多くの変形や変更が当業者により容易に行われ得る、上記に示した、厳格な構成や方法により本発明は制限されない。例えば、本発明は特定の装置により表現された画像のみを表示する画像キャプチャー装置に制限されるものではない。事実、本発明は画像キャプチャー装置に限らない。PDAやセラーフォンなどの他の装置から転送された画像を表示することも望ましい。例えば、インターネットに使用可能なセラーフォンを考えると飛行機上でインターネットを通じて画像にアクセスするために使用され、隣に座っている人物とコンビニエンストレーを使用して画像を共有できる。また、デジタルカメラやビデオカメラなど画像キャプチャー装置では、表示されたディスプレイがリアルタイム画像やすでに表現された画像や記憶された画像である、さらに、本発明は、特定の例や此処で記述し説明した光学エレメントの装置に制限されない。例えば、本出願で図示したフォールドミラーは他のものと平行なフォールドミラーを示した。しかしこれは必須ではない。さらに、複数のフォールドミラー(ワイヤグリッド偏光器や部分的に銀を被せたミラー等も含め)が全体の設計の必要に応じて様々な形態をとる。従って、全ての適切な変形物と同等物は請求項により定義される本発明の範囲とみなされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施形態において、覗き込み光学経路が作動し、投射経路が作動していないモードの平面図。
【図2】本発明の第一実施形態において、投射経路が作動しているモードの平面図。
【図3】本発明の第二実施形態において、覗き込み光学経路が作動し、投射経路が作動していないモードの平面図。
【図4】本発明の第二実施形態において、投射経路が作動しているモードの平面図。
【図5】本発明の第三実施形態において、他の投射経路のレイアウトを示す平面図。
【図6】本発明の第四実施形態において、テーブルトップや壁などの外部画面上に投射画像を映す平面図。
【図7】本発明の第五実施形態において、覗き込み光学経路が作動し、投射経路が作動していないモードの平面図。
【図8】本発明の第五実施形態において、投射経路が作動しているモードの平面図。
【図9】本発明の第五実施形態において、テーブルトップや壁などの外部画面上に投射画像を映す別の案の平面図。
【図10】本発明の第六実施形態において、覗き込み光学経路が作動し、投射経路が作動していないモードの平面図。
【図11】本発明の第六実施形態において、覗き込み光学経路が作動しておらず投射経路が作動しているモードの平面図。
【図12】本発明の第七実施形態において、覗き込み光学経路が作動し、投射経路が作動していないモードの平面図。
【図13】本発明の第七実施形態において、覗き込み光学経路が作動しておらず投射経路が作動しているモードの平面図。
【図14】本発明の第八実施形態において、覗き込み経路と投射経路の両方のための光学エレメントの装置を示す平面図。
【図15】本発明の第九実施形態において、覗き込み光学経路が作動し、投射経路が作動していないモードの平面図。
【図16】本発明の第九実施形態において、覗き込み光学経路が作動しておらず投射経路が作動しているモードの平面図。
【図17】本発明の第九実施形態において、覗き込み光学経路と投射光学経路の両方が作動している別の案の平面図。
【図18】本発明の第十実施形態の平面図。
【図19】本発明の第十一実施形態の側面図。
【図20】本発明の複数の実施形態の形態において使用可能な照明系の平面図。
Claims (39)
- 画像を再生するために設定された画像生成装置と、装置が画像生成装置からの実像を作成する第一モードと、装置が画像生成装置からの虚像を作成するモードとの、2つのモードの一方もしくは双方で装置が作動する際に鑑賞者目視可能な画像とからなるディスプレイ装置。
- 画像生成装置がマイクロディスプレイである請求項1に記載のディスプレイ装置。
- マイクロディスプレイが液晶マイクロディスプレイである請求項2に記載のディスプレイ装置。
- 液晶マイクロディスプレイが強誘電性液晶マイクロディスプレイである請求項3に記載のディスプレイ装置。
- 液晶マイクロディスプレイがネマティック液晶ディスプレイである請求項3に記載のディスプレイ装置。
- マイクロディスプレイがデジタルマイクロミラー装置である請求項2に記載のディスプレイ装置。
- マイクロディスプレイシステムがTFT装置である請求項2に記載のディスプレイ装置。
- マイクロディスプレイシステムがOLEDである請求項2に記載のディスプレイ装置。
- 一方または双方のモードで画像生成装置に対して光を放射し、画像生成装置と共に画像を生成する一つまたは複数の光源装置をさらに備える請求項1に記載のディスプレイ装置。
- 赤色、緑色、青色LEDを有する少なくとも1つの光源装置を備える請求項9に記載のディスプレイ装置。
- 1つのみの光源装置を備える装置からなる請求項9に記載のディスプレイ装置。
- 少なくとも2つの光源を備える装置からなる請求項9に記載のディスプレイ装置。
- 一つまたは複数の光源からの光強度を安定化する光源駆動装置をさらに備える請求項9に記載のディスプレイ装置。
- ディスプレイ装置が作動する画像レビューモードに関連して光源駆動装置により安定化された光の強度を備える請求項13に記載のディスプレイ装置。
- ディスプレイ装置が作動するモードを確立するモード選択装置をさらに備える請求項1に記載の方法。
- 装置の操作者が望ましい画像レビューモードを選択できる少なくとも2つの状態に切換え可能なスイッチからなるモード選択装置を備える請求項15に記載のディスプレイ装置。
- 装置が第二モードで作動する際に装置の操作者が画像生成装置からなる虚像を見ることが可能なアイピースをさらに備える請求項15に記載のディスプレイ装置。
- 装置操作者がファインダーを覗く事を検出する近接センサーを備えるモード選択装置を備える請求項17に記載のディスプレイ装置。
- 第一モードで装置が作動する際に画像生成装置からの実像が出現する画像スクリーンをさらに備える請求項15に記載のディスプレイ装置。
- 第一モードで作動中に使用のためのアクティブ状態と、第一モードで作動していない時のためのインアクティブ状態の少なくとも2つの状態を移動できる画像スクリーンを備える請求項19に記載のディスプレイ装置。
- モード選択装置が画像スクリーンの位置を検出して装置が作動しているモードを確立する請求項20に記載のディスプレイ装置。
- 画像スクリーンに対するポインティング装置の位置を決定する検出装置を備える請求項19に記載のディスプレイ装置。
- 画像スクリーンが装置作動環境にある外乱光の少なくとも一部分を排除するため偏光する請求項19に記載のディスプレイ装置。
- 画像スクリーンが非均一な増幅を備える請求項19に記載のディスプレイ装置。
- 虚像が虚像位置への第一光学経路に従い、実像が実像位置への第二光学経路に従う請求項1に記載のディスプレイ装置。
- 第一光学経路と第二光学経路が同時発生しない請求項25に記載のディスプレイ装置。
- 第一光学経路と第二光学経路がほぼ同時発生する請求項25に記載のディスプレイ装置。
- 第一光学経路と第二光学経路が部分的のみに同時発生する請求項25に記載のディスプレイ装置。
- 第二光学経路の少なくとも一部分がディスプレイ装置の外部にある請求項25に記載のディスプレイ装置。
- 実像がディスプレイ装置の外部に作成される請求項1に記載のディスプレイ装置。
- ディスプレイ装置がデジタルカメラである請求項1に記載のディスプレイ装置。
- ディスプレイ装置がビデオカメラである請求項1に記載のディスプレイ装置。
- ディスプレイ装置が外部ソースからの電子形式の画像を受信するよう設定されたポータブルテレコミュニケーション装置である請求項1に記載のディスプレイ装置。
- ディスプレイ装置が携帯情報端末である請求項1に記載のディスプレイ装置。
- 画像作成装置で、
照明装置と、
照明装置を使用する光学コミュニケーション内の反射空間光変調器(SLM)で、画像を生成するために照明装置からの光を変調するように設定されたSLMと、
焦点を合せた画像を第一表示画面に出現させるなどSLMにより作成された画像の焦点を合せる第一レンズ装置と、装置が第一モードで作動する際に鑑賞者の網膜に位置する該第一表示画面と、
装置が第二モードで作動する際に投射された画像が第二表示画面に出現させるなどSLMにより作成された画像を投射する第二レンズ装置と、一人以上の鑑賞者により目視可能な該第二表示画面と、からなる装置。 - 画像作成装置で、複数の鑑賞者が同時に装置により作成された画像を見ることが可能に設定された画像生成装置を備える該装置で、
一時に一人の者のみにより目視可能な画像生成装置の第二画像を作成する装置、
を備える改良装置。 - 画像キャプチャー装置を備えるハウジングと、
ハウジング内に位置するマイクロディスプレイと、
ハウジング内に位置する光源と、
光源から目視位置に至る第一光学経路と、
光源から画像を投射する位置に至る第二光学経路と、
第一または第二どちらの光学経路も選択できる、画像キャプチャ−装置内で実施するディスプレイ装置。 - 画像を表現する画像キャプチャー装置内で実施されるディスプレイ装置であって、
マイクロディスプレイと、
覗き込み目視位置においてマイクロディスプレイの目視可能な画像を提供する第一光学装置と、
画像投射位置において投射された画像を提供する第二光学装置と、
第一光学装置と第二光学装置のどちらも選択可能であることを備えるディスプレイ装置。 - 画像キャプチャー装置により表現された画像を表示する方法であって、
マイクロディスプレイを供給することと、
マイクロディスプレイからマイクロディスプレイの画像を見ることが可能な可視面までの光学経路を供給することと、
マイクロディスプレイから画像投射位置までの光学経路を供給することからなる方法。
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