JP2004523001A5

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Publication number: JP2004523001A5
Application number: JP2002568092A
Authority: JP
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2022-02-27

Claims

光源と、
光源からの光を変調するように設けられた第１の空間光変調器と、
第２の空間光変調器を備える表示スクリーンと、
第１の空間光変調器によって変調された光を表示スクリーンの第１の面上に結像するように構成された光学系とを備えた表示装置。
前記表示スクリーンは拡散器を備える請求項１に記載の表示装置
前記表示スクリーンは、前記第１の空間光変調器から入射する光を平行にするように設けられたコリメータを備える請求項２に記載の表示装置。
前記表示装置は透過投影型表示装置を備え、前記表示スクリーンは、表示スクリーンの第１の面とは反対側の視聴者に光を伝達するように構成されている請求項１に記載の表示装置。
前記表示スクリーンは、前記第１の空間光変調器から入射する光を平行にするように設けられたコリメータを備える請求項４に記載の表示装置。
前記コリメータはフレネル・レンズを備える請求項５に記載の表示装置。
前記フレネル・レンズは、該フレネル・レンズ内部に設けられ、そこに入射する光を拡散する多数の散乱中心を備える請求項６に記載の表示装置。
前記コリメータはホログラフィック・レンズを備える請求項５に記載の表示装置。
前記ホログラフィック・レンズは、該ホログラフィック・レンズ内部に設けられ、そこに入射する光を拡散する多数の散乱中心を備える請求項８に記載の表示装置。
前記表示スクリーンは、前記第１の空間光変調器からの光が入射する面とは反対側のスクリーンの面上に設けられた拡散器を備える請求項４に記載の表示装置。
前記第２の空間光変調器は、制御信号によりそれぞれの透過率を制御可能な液晶表示素子のアレイを備える請求項４に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器の各々は複数の制御可能な素子を備え、第１及び第２の空間光変調器の一方の各制御可能な素子に対して、第１及び第２の空間光変調器の他方は、１個以上の対応する制御可能な素子を有する請求項４に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器の各々は、複数の制御可能な素子を備え、第１の空間光変調器の複数の制御可能な素子は第２の空間光変調器の各制御可能な素子と対応している請求項４に記載の表示装置。
前記第１の空間光変調器はカラー空間光変調器よりなる請求項１３に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器の各々は、複数の制御可能な素子を備え、前記第１及び第２の空間光変調器の一方の各制御可能な素子に対して、第１及び第２の空間光変調器の他方は、８個以上の対応する制御可能な素子を有する請求項１３に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器の他方の各制御可能な素子は複数のカラー・サブ画素を備える請求項１５に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器の各々は複数の制御可能な素子を備え、第１及び第２の空間光変調器の一方の各制御可能な素子に対して、第１及び第２の空間光変調器の他方は８〜１４４個の対応する制御可能な素子を有する請求項４に記載の表示装置。
前記第１の空間光変調器は前記第２の空間光変調器よりも高い分解能を有する請求項４に記載の表示装置。
前記光源及び前記第１の空間光変調器が、デジタル・プロジェクタの光源と第１の空間光変調器とを構成し、前記デジタル・プロジェクタが、前記第１の空間光変調器を前記第２の空間光変調器上に結像する結像光学系を備える請求項１８に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器の両方に画像データを送るべく接続された制御装置を備える請求項１９に記載の表示装置。
前記第１の空間光変調器と前記第２の空間光変調器との間に設けられた、１つ以上の付加的な光変調段を備える請求項１に記載の表示装置。
前記１つ以上の付加的な光変調段の各々は、コリメータと、前置の空間光変調器により変調された光が結像される空間光変調器とを備える請求項２１に記載の表示装置。
前記１つ以上の付加的な光変調段の各々は拡散器を備える請求項２２に記載の表示装置。
前記スクリーンは前記第１の空間光変調器より大きな面積を有する請求項４に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器の各々の対応する前記制御可能な素子の両方が、最大輝度を得るように設定された場合の表示スクリーン上の点の輝度と、第１及び第２の空間光変調器の各々の対応する制御可能な素子の両方が、最小輝度を得るように設定された場合の表示スクリーン上の点の輝度との比が１０００：１を超える請求項１に記載の表示装置。
前記第１及び第２の各空間光変調器の対応する制御可能な素子の両方が、最大輝度を得るように設定された場合の表示スクリーン上の点の輝度と、第１及び第２の各空間光変調器の対応する制御可能な素子の両方が、最小輝度を得るように設定された場合の表示スクリーン上の点の輝度との比が１５００：１を超える請求項１に記載の表示装置。
前記表示装置は反射型表示装置であり、前記表示スクリーンは視聴者へ光を反射するように構成されている請求項１に記載の表示装置。
前記第２の空間光変調器は、透過型空間光変調器よりなる請求項２７に記載の表示装置。
前記第２の空間光変調器は、可変透過率液晶表示素子のアレイを備える請求項２７に記載の表示装置。
前記第２の空間光変調器は、逆反射表示素子のアレイを備える請求項２７に記載の表示装置。
前記第２の空間光変調器は、電気泳動表示素子のアレイを備える請求項２７に記載の表示装置。
前記第２の空間光変調器は、反射器の前に設けられた可変透過率液晶表示素子のアレイを備える請求項２７に記載の表示装置。
前記反射器は粗面を有し、反射器は、可変透過率素子を通過して入射する光を散乱及び反射する請求項３２に記載の表示装置。
前記可変透過率素子は液晶表示素子からなる請求項３２に記載の表示装置。
前記反射器は粗面を有し、反射器は、前記液晶表示素子を通過して入射する光を散乱及び反射する請求項３４に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器の各々は複数の制御可能な素子を備え、第１の空間光変調器の複数の制御可能な素子は、第２の空間光変調器の各制御可能な素子に対応している請求項２７に記載の表示装置。
前記第１の空間光変調器はカラー空間光変調器よりなる請求項３６に記載の表示装置。
前記第２の空間光変調器はモノクローム空間光変調器よりなる請求項３７に記載の表示装置。
前記第２の空間光変調器の各制御可能な素子に対応する、第１の空間光変調器の９個以上の制御可能な素子が存在する請求項３６に記載の表示装置。
前記第２の空間光変調器の各制御可能な素子に対応する、第１の空間光変調器の８〜１４４個の制御可能な素子が存在する請求項３６に記載の表示装置。
前記第１の空間光変調器の各制御可能な素子は、複数のカラー・サブ画素を備える請求項４０に記載の表示装置。
前記光源及び前記第１の空間光変調器が、デジタル・プロジェクタの光源と第１の空間光変調器とを構成し、デジタル・プロジェクタが、前記第１の空間光変調器を前記第２の空間光変調器に結像する結像光学系を備える請求項２６に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器の両方に画像データを送るべく接続された制御装置を備える請求項４２に記載の表示装置。
前記スクリーンは前記第１の空間光変調器より大きな面積を有する請求項２６に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器の各々は複数の制御可能な素子を備え、第１の空間光変調器の各制御可能な素子に対して、第２の空間光変調器は１個以上の対応する制御可能な素子を有する請求項１に記載の表示装置。
前記第２の空間光変調器において、前記第１の空間光変調器の複数の制御可能な素子の各々によって変調された光の分布は、方形分布と、０．３×ｄ₂〜３×ｄ₂の半値全幅を持つ分布関数との畳み込みによって構成され、ここで、ｄ₂は第１の空間光変調器の近接する
制御可能な素子によって変調される光の分布についての第２の空間光変調器上の中心間の距離である請求項４５に記載の表示装置。
前記第１の空間光変調器の複数の制御可能な素子の各々は、前記第２の空間光変調器上に光の分布を形成するものであり、第１の空間光変調器の近接する制御可能な素子から生じる、第２の空間光変調器上の光の分布は互いに重なり合う請求項４５に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器の各々を駆動すべく接続された制御装置を備え、前記制御装置は、第１の制御信号を供給して第１の空間光変調器の制御可能な素子を制御して所望の画像の近似を提供し、かつ、第２の制御信号を供給して第２の空間光変調器の制御可能な素子を制御して近似の画像を補正する請求項４５に記載の表示装置。
前記第１の制御信号は第１の空間光変調器の前記制御可能な素子の各々を制御し、第１の空間光変調器の制御可能な素子に対応する画像領域に対する複数の所望の輝度値の平均、または、重み付けされた平均の輝度を与える請求項４８に記載の表示装置。
前記第２の制御信号は第２の空間光変調器の制御可能な素子の各々を制御し、所望の輝度値を、前記第１の空間光変調器から第２の空間光変調器の制御可能な素子上に照射された光の既知の強度で除算した値により、前記制御可能な素子に入射した光を変調する請求項４９に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器の各々は複数の制御可能な素子を備え、第１の空間光変調器の制御可能な素子は離散的に選択可能なＮ段階の輝度を有し、第２の空間光変調器の制御可能な素子は離散的に選択可能なＭ段階の輝度を有し、Ｎ＞Ｍである請求項１に記載の表示装置。
前記第１及び第２の各空間光変調器は複数の制御可能な素子を備え、第１の空間光変調器の制御可能な素子はＮ段階の離散的に選択可能な輝度を有し、第２の空間光変調器の制御可能な素子はＭ段階の離散的に選択可能な輝度を有し、Ｎ＜Ｍである請求項１に記載の表示装置。
前記第１の空間光変調器は可変ミラー装置を備える請求項１に記載の表示装置。
前記第２の空間光変調器は液晶表示素子のアレイを備える請求項５３に記載の表示装置。
表示装置であって、
光源と、
光源からの光を変調するように設けられた第１の空間光変調器であって、制御可能な画素のアレイを備えた第１の空間光変調器と、
第１の空間光変調器により変調された光を変調するように設けられた第２の空間光変調器であって、制御可能な画素のアレイを備えた第２の光空間変調器とを備え、
第１及び第２の空間光変調器の一方の各画素は、第１及び第２の空間光変調器の他方の複数の画素に対応する表示装置。
光が前記第２の空間光変調器により変調される前に、前記第１の空間光変調器によって変調された光を平行にするように設けられたコリメータを備える請求項５５に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器によって変調された光を拡散するように設けられた拡散器を備える請求項５５に記載の表示装置。
前記第１の空間光変調器はカラー空間光変調器よりなる請求項５５に記載の表示装置。
前記光源と及び第１の空間光変調器が、デジタル・プロジェクタの光源と第１の空間光変調器とを構成し、前記デジタル・プロジェクタが、第１の空間光変調器を第２の空間光変調器に結像する結像光学系を構成する請求項５５に記載の表示装置。
前記第２の空間光変調器の各画素に対応する、第１の空間光変調器の８〜１４４個の画素が存在する請求項５５に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間光変調器の一方の各画素に対して、第１及び第２の空間光変調器の他方は、８〜１４４個の対応する画素を有する請求項５５に記載の表示装置。
前記第１の空間光変調器の各画素は、前記第２の空間光変調器の複数の画素に対応する請求項５５に記載の表示装置。
表示装置であって、
第１の空間分解能で空間的に変調された光を供給するための第１の空間変調手段と、
第１の分解能とは異なる第２の分解能で、光を更に空間的に変調するための第２の空間変調手段を備える表示スクリーンと、
第１及び第２の空間変調手段を制御して画像データによって形成される画像を表示する手段とを備える表示装置。
前記表示スクリーンは、拡散器を備える請求項６３に記載の表示装置。
前記表示スクリーンは、前記第１の空間変調手段から入射する光を平行にするように設けられたコリメータを備える請求項６３または６４に記載の表示装置。
前記表示装置は透過投影型表示装置を備え、前記表示スクリーンは、表示スクリーンの第１の面とは反対側の視聴者に光を伝達するように構成されている請求項６３に記載の表示装置。
前記表示スクリーンは、前記第１の空間光変調器から入射する光を平行にするように設けられたコリメータを備える請求項６６に記載の表示装置。
前記コリメータは、フレネル・レンズ及びホログラフィック・レンズのうちの少なくとも一つを備える請求項６７に記載の表示装置。
前記コリメータは、コリメータ内部に設けられ、そこに入射する光を拡散する多数の散乱中心を備える請求項６８に記載の表示装置。
前記表示スクリーンは、前記第１の空間変調手段からの光が入射する面とは反対側のスクリーンの面上に設けられた拡散器を備える請求項６６に記載の表示装置。
前記第２の空間変調手段は、制御信号によりそれぞれの透過率を制御可能な液晶表示素子のアレイを備える請求項６３〜７０のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間変調手段の各々は複数の制御可能な素子を備え、第１及び第２の空間変調手段の一方の各制御可能な素子に対して、第１及び第２の空間変調手段の他方は、１個以上の対応する制御可能な素子を有する請求項６３〜７０のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間変調手段の他方はカラー空間光変調器を備え、前記第１及び第２の空間変調手段の他方の各制御可能な素子は複数のカラー・サブ画素を備える請求項７２に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間変調手段の一方の各制御可能な素子に対して、第１及び第２の空間変調手段の他方は、８〜１４４個の対応する制御可能な素子を有する請求項６３〜７０のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
前記第１の空間変調手段は前記第２の空間変調手段よりも高い分解能を有する請求項６３〜７４のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
前記光源及び前記第１の空間変調手段が、デジタル・プロジェクタの光源と第１の空間変調手段とを構成し、前記デジタル・プロジェクタが、前記第１の空間変調手段を前記第２の空間変調手段上に結像する結像光学系を備える請求項７５に記載の表示装置。
前記第１の空間変調手段と前記第２の空間変調手段との間に設けられた、１つ以上の付加的な光変調段を備える請求項６３〜７６のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
前記１つ以上の付加的な光変調段の各々は、コリメータと、前置の空間変調手段により変調された光が結像される空間変調手段とを備える請求項７７に記載の表示装置。
前記１つ以上の付加的な光変調段の各々は拡散器を備える請求項７８に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間変調手段の各々の対応する前記制御可能な素子の両方が、最大輝度を得るように設定された場合の表示スクリーン上の点の輝度と、第１及び第２の空間変調手段の各々の対応する制御可能な素子の両方が、最小輝度を得るように設定された場合の表示スクリーン上の点の輝度との比が１０００：１を超える請求項６３に記載の表示装置。
前記表示装置は反射型表示装置であり、前記表示スクリーンは視聴者へ光を反射するように構成されている請求項６３に記載の表示装置。
前記第２の空間変調手段は、透過型空間光変調器、可変透過率液晶表示素子のアレイ、逆反射表示素子のアレイ、及び、電気泳動表示素子のアレイのうちの少なくとも一つを備える請求項８１に記載の表示装置。
前記第２の空間変調手段は、反射器の前に設けられた可変透過率液晶表示素子のアレイを備える請求項８１に記載の表示装置。
前記反射器は粗面を有し、反射器は、可変透過率素子を通過して入射する光を散乱及び反射する請求項８３に記載の表示装置。
前記可変透過率素子は液晶表示素子からなる請求項８４に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間変調手段の各々は複数の制御可能な素子を備え、第１の空間変調手段の複数の制御可能な素子は、第２の空間変調手段の各制御可能な素子に対応している請求項８１〜８５のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
前記第１の空間変調手段はカラー空間光変調器よりなる請求項８６に記載の表示装置。
前記第２の空間変調手段はモノクローム空間光変調器よりなる請求項８７に記載の表示装置。
前記第２の空間変調手段の各制御可能な素子に対応する、第１の空間変調手段の９個以上の制御可能な素子が存在する請求項８６に記載の表示装置。
前記第１の空間変調手段の各制御可能な素子は、複数のカラー・サブ画素を備える請求項８９に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間変調手段の各々は複数の制御可能な素子を備え、第１の空間変調手段の各制御可能な素子に対して、第２の空間変調手段は１個以上の対応する制御可能な素子を有する請求項６３に記載の表示装置。
前記第２の空間変調手段において、前記第１の空間変調手段の複数の制御可能な素子の各々によって変調された光の分布は、方形分布と、０．３×ｄ ₂ 〜３×ｄ ₂ の半値全幅を持つ分布関数との畳み込みによって構成され、ここで、ｄ ₂ は第１の空間変調手段の近接する制御可能な素子によって変調される光の分布についての第２の空間変調手段上の中心間の距離である請求項９１に記載の表示装置。
前記第１の空間変調手段の複数の制御可能な素子の各々は、前記第２の空間変調手段上に光の分布を形成するものであり、第１の空間変調手段の近接する制御可能な素子から生じる、第２の空間変調手段上の光の分布は互いに重なり合う請求項９１に記載の表示装置。
第１及び第２の空間変調手段を制御する手段は制御装置を備え、前記制御装置は、第１の制御信号を供給して第１の空間変調手段の制御可能な素子を制御して所望の画像の近似を提供し、かつ、第２の制御信号を供給して第２の空間変調手段の制御可能な素子を制御して近似の画像を補正する請求項９１に記載の表示装置。
前記第１の制御信号は第１の空間変調手段の前記制御可能な素子の各々を制御し、第１の空間変調手段の制御可能な素子に対応する画像領域に対する複数の所望の輝度値の平均、または、重み付けされた平均の輝度を与える請求項９４に記載の表示装置。
前記第２の制御信号は第２の空間変調手段の制御可能な素子の各々を制御し、所望の輝度値を、前記第１の空間変調手段から第２の空間変調手段の制御可能な素子上に照射された光の既知の強度で除算した値により、前記制御可能な素子に入射した光を変調する請求項９５に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間変調手段の各々は複数の制御可能な素子を備え、第１の空間変調手段の制御可能な素子は離散的に選択可能なＮ段階の輝度を有し、第２の空間変調手段の制御可能な素子は離散的に選択可能なＭ段階の輝度を有し、Ｎ＞Ｍである請求項６３に記載の表示装置。
前記第１及び第２の空間変調手段の各々は複数の制御可能な素子を備え、第１の空間変調手段の制御可能な素子はＮ段階の離散的に選択可能な輝度を有し、第２の空間変調手段の制御可能な素子はＭ段階の離散的に選択可能な輝度を有し、Ｎ＜Ｍである請求項６３に記載の表示装置。
前記第１の空間変調手段は可変ミラー装置を備える請求項６３に記載の表示装置。
前記第２の空間変調手段は液晶表示素子のアレイを備える請求項９９に記載の表示装置。
複数点の輝度の比が前記第１及び第２の空間変調手段の他方のダイナミック・レンジよりも大きいような領域内の複数点の間の輝度の差を認識することが人の目の固有の散乱によって妨げられるように、前記第１及び第２の空間変調手段の一方の各制御可能な素子に対応する表示スクリーンの領域が十分に小さくなっている請求項７２に記載の表示装置。
複数点の輝度の比が前記第１及び第２の空間光変調器の他方のダイナミック・レンジよりも大きいような領域内の複数点の間の輝度の差を認識することが人の目の固有の散乱によって妨げられるように、前記第１及び第２の空間光変調器の一方の各制御可能な素子に対応する表示スクリーンの領域が十分に小くなっている請求項１２に記載の表示装置。
高ダイナミック・レンジを持つ画像を表示するための方法であって、
光を生成し、
第１の光変調段階において、画像データに従って光を空間的に変調し、
空間的に変調された光を、光変調器を備えるスクリーン上に結像することを備える方法。