JP2004531768A - 投影機関 - Google Patents
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Abstract
Description
[本発明の技術分野]
本発明は、一般に、投影表示デバイス用の光機関に、より詳しくは、それらの光源によって発生させられる光の色の切り替え及び/又は両方の偏光を活用する改善に関する。
[背景技術]
図1は、先行技術による光機関カーネルを図説する。それは、必要に応じて多くの偏光子及びフィルターのみならず、四つの偏光ビームスプリッター(PBS)101−104及び三つの空間光変調器(SLM)を含む。PBSは、典型的には、入射する“S”偏光を反射すると共に入射する“P”偏光を通過させる、合わせ面に光学的なコーティングを備えた二つのプリズムから作られたガラスの立方体として構築される。SLMは、各々のピクセルで独立に、制御可能な量の光を反射する(又はいくつかの実施例においては透過させる)ことによって、ピクセルに結像される光の強度を変調する多ピクセルの光電デバイスである。SLMの一つの実施例は、シリコン上の液晶(LCOS)マイクロディスプレイとして構築される。他の実施例を、液晶ディスプレイ(LCD)、ディジタルミラーデバイス(DMD)、グレーティングライトバルブ(GLV)、又は他の適切な技術として構築してもよい。
【0002】
図1の光機関カーネル100は、赤色−緑色−青色(RGB)色空間における使用に適切なもののように色帯域に予め偏光させられると共に予めフィルター処理された入射する光ビームLrを受ける。仮に表記“Xy”が色(X)及び偏光(y)を表示するとする。予めの偏光は、光源に戻る、入射する光(Ls)のs偏光を反射させる(か、又はPBS偏光子に対しては、それを吸収体に向けなおす)ことに役立つ。GMフィルターは、青色及び赤色帯域における光の偏光状態を不変Bp、Rpにしておくと同時に、緑色帯域Gpにおける光の偏光状態をs偏光状態Gsに回転させることに役立つ。入射する光は、入射する光のGs成分を上方へ反射すると共にBp及びRp成分を通過させる第一のPBS101に到着する。緑色Gs光は、表示される画像の緑色成分を挿入するためにGs光を変調する緑色SLM上にGs光を反射する、第二のPBS102に到着する。各々の方向において四分の一波長板を一度通過した後、Gs光を、Gpに再偏光させておくことになり、その第二のPBS102は、第四のPBS104へ通過することになる。
【0003】
Bp及びRp成分は、第一のPBSから、Bp光を青色SLMに通過させると共にRp光を赤色SLMに反射させる第三のPBS103まで通過させられる。四分の一波長板によって再偏光させた後、青色光を反射させると共に赤色光を第四のPBSへ通過させる。
【0004】
第四のPBS104は、出力ビームを形成するために、緑色ビームを赤色/青色ビームと再結合させる。
【0005】
このシステムの一つの欠点は、それが、入力ビームの一つの偏光の廃棄を要求することである。典型的には、光源の出力の半分が廃棄される。これは、出力ビームの強度を、よって、スクリーンにおける画像の明るさを減少させる。
【0006】
本発明は、以下に与えられる詳細な説明から、及び本発明の実施例の添付する図面から十分に理解されると思われるが、しかしながら、それらは、本発明を記載した具体的な実施例に限定するように考慮するべきではなく、説明及び理解のみのためのものである。
[詳細な説明]
図2は、この発明の原理によって構築された二つのカーネルの二重偏光投影機関5の一つの実施例を図説する。投影機関は、偏光分離器6、第一の光機関カーネル8(カーネルA)、第二の光機関カーネル(カーネルB)、及び偏光結合器12を含む。第一の実施例において、偏光分離器は、第一の板偏光子を使用して造られ、第一及び第二のカーネルは、それぞれ、第一及び第二のPBS32、48を使用して造られ、偏光結合器は、第三のPBS13を使用して構築される。
【0007】
光源(光源)からの入力光14を、赤外及び紫外を実質的に除去するために(示してない従来の手段によって)予めフィルター処理してもよいが、スペクトルの可視の部分における光の実質的に全てを、廃棄するよりもむしろ入力ビームに保持してもよい。このように、入力ビームLrは、(示してない)無作為に偏光した成分Gr、Rr、及びBrを含んでもよい。偏光分離器は、第一のカーネルへS成分を反射させると共にP成分Lpを第二のカーネルへ通過させる。熟練した読者は、他の置換を達成可能であることを認識すると思われる。
【0008】
カーネルAは、全ての三つの色を変調するために備え付けられることを意味する、完全な二つのパネルシステムとして図説される。色スイッチ20は、色の二つの各々を交互に遮断し、いくつかの実施例においては、少なくとも120Hzの周波数で切り替えてもよい。示したモードでは、色スイッチ20は、青色の成分を切り替え無いと同時に、赤色及び緑色の成分を切り替える。図説を簡略化するために、切り替えられない成分を実線によって示すと同時に、切り替えられた光の成分を破線によって示す。スイッチを通過した後、光は、フィルターを通過すると共に偏光子26、28をクリーンアップしてもよい。当業者は、PBS及びSLMにおける選択に依存して光機関カーネルの性能を最適化するために様々なフィルター及び偏光子を選択することができることを、容易に認識すると思われる。
【0009】
偏光分離器から反射されたS偏光した光Lsは、第一のカーネルのPBS32に入り、ここで切り替えられない(青色の)成分Bsは、第一のSLM34(青色のSLM)へ四分の一波長板を通じてPBSによって反射される。第一のSLMは、その色用の画像の内容を挿入するために、切り替えられない成分を変調し、それを四分の一波長板を通じてPBSへ元の場所へ反射する。四分の一波長板を通じた青色の成分の二つの通過は、それをSからP偏光へ変換する。次に、変調された青色の光Bpは、PBSを通じて偏光結合器12に向かって戻って通過する。切り替えられた成分(赤色及び緑色)Rp、Gpは、それらのそれぞれの切り替えの周期の間に、PBS32を通じて、四分の一波長板35を通じて、そして、第二のSLM36(赤色/緑色SLM)へ通過させられる。第二のSLMを、色の切り替えの周期の間に、スイッチによって通過させられた光の色を変調すると共にその色用の画像の内容を挿入するために、スイッチと調和させる。第二のSLMからの変調した光を、PBS中へ四分の一波長板を通じて、SLMによって反射させる。四分の一波長板を通じた赤色又は緑色の光の二つの通過は、それらの偏光をPからSへ変換して、Rs及びGsを生じさせる。PBSは、偏光結合器に向かって、変調されると共に多重送信されたRs及びGs成分を反射する。このように、いつ何時でも、カーネルAの出力は、第一の色(青色)の変調された、切り替えられない成分、及び他の色(赤色又は緑色)の一つの変調された、切り替えられた成分を含む。このビームを、38として一般的に図説するように、必要に応じてフィルター及び偏光子を通じて通過させてもよい。
【0010】
熟練した読者は、色空間、色の数、及び切り替えられない色の選択を(もしあれば)特定の用途の必要に応じて選択してもよいこと、並びにここに記載した特定の色などが、教示のみによるものであることを認識すると思われる。
【0011】
偏光分離器6に戻って、P成分を第二のカーネル10(カーネルB)へ通過させるが、ここで、それらは、第二のスイッチ22を通過する。このスイッチは、カーネルAの第一のスイッチのように非常によく動作させられる。しかしながら、同じ色が両方のカーネルにおいて切り替えられない色であることは必要ではない。示すように、赤色は、カーネルBにおける切り替えられない色であり、第二のPBS48を通じて四分の一波長板49へ、次に、赤色の光を変調する、第三のSLM50(赤色のSLM)へ通過させられる。切り替えられた色の成分(緑色及び青色)は、それらのそれぞれの切り替えの周期の間に、緑色の画像の内容及び青色の画像の内容を挿入するために光を変調する、第四のSLM52(緑色/青色SLM)へ四分の一波長板51を通じて第二のPBSによって反射される。変調された緑色及び青色の光を、切り替えられない赤色の光を再結合させるために、PBSを通じて通過させる。第二のカーネルは、42、44、及び54として一般的に図説される、必要に応じてフィルター及び偏光子を含み、熟練者は、特定の用途の必要性を満たすためにそれらを選択すると共に置く方法を、容易に理解すると思われる。
【0012】
第一及び第二のカーネルからの変調された光は、偏光結合器12に到着するが、ここでそれらを、両方の偏光の光の成分を含有する、変調された出力ビーム16として現われるように、結合させる。
【0013】
図3は、それが、二つの色のスイッチよりもむしろ三つの色のスイッチ60及び62を使用すると共にそれが、その二つカーネルの各々において、それぞれ、単一のSLM66及び70のみを使用する点で図2のものと異なる、二つのカーネルの二重極性投影機関の別の実施例を図説する。三つの色のスイッチ及び単一のSLMを、いくつかの用途では、典型的には、180Hzを超える周波数で動作させてもよい。
【0014】
当業者は、図2の四つのパネル(四つのSLM)投影機関及び図3の二つのパネルの投影機関を結合させて、三つパネルの投影機関を生じることができるであろうことを認識すると思われる。このような実施例において、一つのパネルのカーネルは、一つの色で切り替えられない様式で、又は二つ若しくは三つの色のいずれかに対して切り替えられた様式で、動作することができであろう。
【0015】
図4は、この発明の教示による二重偏光投影機関を使用して構築される表示システムを図説する。表示システムは、一つ以上の光源、二重偏光投影機関、及び表示デバイスを含む。光源は、上記用途によって示されるような、任意の適切な形態の光源であってもよい。例えば、光源は、アーク又はプラズマランプ、レーザー、発光ダイオードなどであってもよい。表示デバイスは、背面又は正面映写スクリーン、ヘッドアップ表示装置などのような、任意の適切な形態の表示装置であってもよい。
【0016】
図5は、特に3D結像用に適合した、二重偏光の二つのカーネルの投影機関の異なる実施例を図説する。他の実施例におけるように、投影機関は、投影機関の残りと一体化して構築された光源を自由選択で含んでもよいか、又は光源は、別々であってもよい。光源からの光は、偏光分離器に提供される。3D画像は、典型的には、それぞれの目にのみ表示されるとき、人間の脳によって三次元画像として解釈される左目の画像及び右目の画像を含む。これは、静止した画像であってもよいか、又はそれは、動く画像であってもよい。右目の画像のデータ、画像Aは、カーネルAに提供され、左目の画像のデータ、画像Bは、カーネルBに提供される。カーネルは、(示してない)SLMを介するように、これらの内容を注入し、結果として生じるビームは、それらを両方の偏光を含む単一の出力光ビームに結合させる偏光再結合器に提供される。この出力ビームは、表示デバイスに送られる。次に、適切な偏光フィルター、それぞれ偏光子B及び偏光子Aを通じて見ることによって、それらの一方は、S偏光させられ、それらの他方は、P偏光させられ、左目及び右目は、3D画像の二つの画像のそれらのそれぞれ一つのみを受ける。
【0017】
熟練した読者は、この発明の範囲内にある、この3Dの実施例の様々な置換を認識すると思われる。例えば、各々のカーネルは、上記のように、二つのパネル又は単一のパネルのカーネルであってもよい。
【0018】
図6は、二重偏光表示機関(DPDE)としての本発明の合成画像の用途の別の実施例を図説する。光源からの光は、第一の偏光L1の光を第一のスイッチ(スイッチA)へ、及び第二の偏光L2の光を第二のスイッチ(スイッチB)へ送る、偏光分離器に提供される。スイッチAは、L1を色帯域C1−C3へフィルター処理し、スイッチBは、L2を色帯域C4−C6へフィルター処理する。スイッチAは、それが、少なくとも二つの色(例えばC1及びC2)の間でどのように切り替るかを制御する、第一のスイッチ制御信号(スイッチ制御信号A)を受ける。スイッチBは、それが、少なくとも二つの色(例えばC4及びC5)の間でどのように切り替るかを制御する、第二のスイッチ制御信号(スイッチ制御信号B)を受ける。
【0019】
第一のスイッチからの光は、一つ以上の画像信号(画像信号A)によって供給される、第一のカーネル(カーネルA)の一つ以上の第一のSLM(SLM A)に提供される。第二のスイッチからの光は、一つ以上の画像信号(画像信号B)によって供給される、第二のカーネル(カーネルB)の一つ以上の第二のSLM(SLM B)に提供される。上記のように、二つより多い色を、スイッチが入射する光を分離する色の数(カーネルAにおけるN及びカーネルBにおけるQと表現する)及びそのスイッチによって供給されるSLMの数(カーネルAにおけるM及びカーネルBにおけるPと表現する)に依存して、任意の与えられたスイッチで切り替えてもよい。
【0020】
いくつかの実施例においては、第一のカーネルで利用される色(C1−C3)は、異なる偏光にあるが、第二のカーネルで利用される色(C4−C6)と同じであってもよい。いくつかの実施例においては、単に、同じものである部分集合があってもよい。他の実施例においては、同じものではない。いくつかの実施例においては、それぞれのカーネルに提供される色の組みは、同じ色空間にはない。例えば、色C4−C6が、CMY色空間にあってもよいと同時に、色C1−C3は、RGB色空間にあってもよい。
【0021】
いくつかのこのような二重の色空間の実施例において、両方を同時に表示することが、望ましくない場合もある。このような実施例において、一つの解決策は、その色空間における光の全てを有効に遮断するために、一つのカーネルのスイッチを及び/又はSLMを動作させることである。
【0022】
熟練した読者は、スイッチ及び/又はSLMを、二値でない様式で動作させてもよいことを認識すると思われる。換言すれば、与えられた色は、必ずしも全か無かの命題である必要はない。各々の色帯域において通して可能にされた光の量を選択的に減少させるためにスイッチの動作を調節することによって、色を、その色空間における他の色に対してカラーバランスをとってもよい。カラーバランスは、表示システムの技術においてよく理解される。例えば、多くのCRTに基づいたモニターは、5000°ケルビン、6500°ケルビン、又は9300°ケルビンの色温度の設定のいずれかの選択を可能にする。
【0023】
いくつかの実施例においては、合成画像は、3Dでも二つの色空間でもない場合もある。むしろ、二つの画像は、左半分及び右半分のような、単一のより大きい画像の異なる部分を構成してもよい。図8に示すように、このような実施例においては、偏光結合器は、ビームをオーバーレイせずに、それらをタイル張りする。
【0024】
図7−11は、投影機関の様々な構成要素の様々な幾何学的配置を図説する。それらにおける共通の主題は、各々のカーネルが、最終的な画像への同一の光学的な変形及び再結合又はタイル張りを実質的に可能にする幾何学的配置において、同じエタンデュを備えた光の異なる偏光を実質的に処理することである。
【0025】
図7は、PBSである偏光結合器の代わりに、それが第二の板偏光子として構築される別の実施例を図説する。
【0026】
図8は、各々のカーネルが、結果として生じる画像の二分の一を処理すると共にこれらの画像の各々を最終的なより大きい画像へとタイル張りする別の実施例を図説する。この場合において、各々のカーネルにおけるSLMは、上述の実施例におけるもののピクセルの二分の一を有するであろう。これは、潜在的に、ピクセルの大きさ、SLMの大きさ、PBS及び板偏光子の大きさ、よって、光機関の費用及び複雑さを減少させることができるであろう。この実施例においては、偏光結合器が無く、板偏光子(第二の板偏光子)のような反射手段は、第二のカーネルの出力の光路の外側にあるように位置決めされる。この配置において、第一のカーネルからの光は、第一の表示装置へ向けられ、第二のカーネルからの光は、第二の表示装置へ向けられる。ほとんどの実施例において、実質的に継ぎ目の無い画像を与えるために、第一及び第二の表示装置における画像の間で、実質的に重なり合いが無く、実質的に間隙が無いことになる。第一及び第二の表示装置は、単一の一体の表示装置の領域であってもよい。
【0027】
図9は、幾何学的に様式化した形式で、偏光分離器よりもむしろ、一組みの光源を使用する、一つの実施例を図説する。第一の光源(光源A)からの光は、第一の偏光を有し、第一の偏光スイッチが備え付けられたカーネル(カーネルA)に向けられる。第二の光源(光源B)からの光は、第二の異なる偏光を有し、第二の偏光スイッチが備え付けられたカーネル(カーネルB)に向けられる。カーネルからの変調された出力ビームは、それらを二重偏光の出力画像に併合する、偏光結合器の異なる側に提供される。一つのこのような実施例において、光源からの光ビームは、それらのそれぞれのカーネルに入る前に、互いに交差する。他の実施例において、それらは、そうでなくてもよい。例えば、カーネルの一方又は両方を、内側の表面よりもむしろ外側の表面でその入力光を受けるために、構築することができるであろう。このような実施例において、光源は、その構造の外側で、図9におけるそれらの図説された位置に対向する位置において位置決めされるであろう。
【0028】
図10は、別の実施例の幾何学を図説する。全体的な構造は、対角に対向する角で第一及び第二の偏光スイッチが備え付けられたカーネルを備えた、他の角に偏光分離器及び偏光結合器を備えた、直線で囲まれた(及び好ましくは正方形の)形状を有する。(示さない)光源は、この構造に対して外部にある。
(様々なスイッチ、フィルター、偏光子などを含む)構造を、モノリシックな一体の構成単位として製作してもよい。一つのこのようなモードで、全ての四つの主要な構成要素、偏光分離器、二つのカーネル、及び偏光再結合器は、PBSとして構築される。
【0029】
図11は、他のカーネルを切り替えないと同時に、ただ一つのカーネルを切り替える(ただ一つのカーネルがSLMより多い色を有することを意味する)別の実施例を図説する。再度、カーネルは、一般的に直線で囲まれた、好ましくは正方形の、全体的な形状の対角に対向した角にある。切り替えられないカーネルは、ただ一つのSLMを有するであろうし、切り替えられたカーネルに使用されるただ一つに色を利用するであろう。いくつかのこのような実施例において、切り替えられないカーネルは、より希薄な色、又は出力における両方の偏光を結合させることによってその強度を増大させることが望ましいもので、動作してもよい。
【0030】
図12は、全体的な構造がモノリシックな構成単位として構築されない、別の実施例を図説する。このような実施例は、四つの基本的なブロック(偏光分離器、二つのカーネル、及び偏光結合器)が、熱に関して異なって挙動する用途においては望ましい場合もある。例えば、示した実施例においては、カーネルの一つ(熱的に類似のカーネル)は、例えば、
他のカーネル(熱的に異なるカーネル)がそうでないと同時に、偏光分離器及び偏光結合器のものと十分に調和する熱膨張特性を有する。仮にこれらの四つは、一つのモノリシックな全体に互いに結び付けられるとすれば、その構造を使用の下で加熱すると、例えば、PBS又はSLM又はスイッチの一つを損傷させ得るであろう、望まれない機械的応力があるかもしれない。異なる構成単位を機械的に孤立させるために、それを、空隙によって囲まれたままにしておき、それが膨張すると共にそれ自体に接触することを、他のものを、機械的強度及び信頼できる整列のために適切な結合材で連結させると同時に、許容する。読者は、必ずしもカーネルの一つではなく、任意の又は全てのブロックを空隙によって分離することができるであろうことを、認識すると思われる。
【0031】
明瞭さ及び説明のために、本発明の様々な態様を記載してくると共に具体的な実施例を参照して示してきた一方で、熟練した読者は、その様々な詳細を、本発明の範囲内で変更してもよいことを認識すると思われる。例えば、いくつかの用途では、赤色における増加した明るさのためにSLMを代わるがわる交替することで赤色を連続的に結像させるような、青色及び赤色の間で一方のSLMを、また、緑色及び赤色の間で他方を切り替えることによるような、全ての三つの色を切り替える二つのパネルのカーネルを有することが望ましい場合もある。
【0032】
また、本発明を人間−可視光に関して記載してきたが、確かに、それを、他の電磁波長で実行してもよい。
【0033】
本発明を、50:50の動作周期において色の間で切り替え、そして、カラーバランスをとることを行うための他の手段を使用するように記載してきた一方で、代わりに、動作周期を調節することによって、カラーバランスをとることができるであろう。このような実施例において、“切り替えられない”色を、単純にそのSLMの時間及び知覚される強度を減少させるために、実際には、他の色に対してではなく、色無しに対して、切り替えることができるであろう。
【0034】
少なくとも一つの切り替えられるカーネルを有するように様々な実施例を上に記載してきたが、切り替えを要求されない、少なくとも一つの用途がある。両方のカーネルにおいて異なる偏光で存在する、少なくとも一つの色が存在すると共に、偏光結合器が、カーネルの出力ビームをオーバーレイするとすれば、少なくとも一つの色でその強度を、実質的に倍増させる。先行技術においては、同じ色を、(偏光の経路を完全なカーネルよりも少なく伴った場合を含む)“カーネル”の両方によって操作した場合が無かったことを信じる。
【0035】
“ある実施例”、“一つの実施例”、“いくつかの実施例”、又は“他の実施例”に対する明細書における言及は、実施例と関連して記載した特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の、必ずしも全ての実施例ではないが、少なくともいくつかの実施例に含まれることを意味する。様々な体裁、“ある実施例”、“一つの実施例”、又は“いくつかの実施例”は、必ずしも全て、同じ実施例に言及しない。
【0036】
明細書が、構成要素、特徴、構造、又は特性を述べるとすれば、“してもよい(場合もある)”、“かもしれない”、又は“できるであろう”は、特定の構成要素、特徴、構造、又は特性が含まれることを要求されないことが含まれる。明細書又は請求項が、“ある”要素に言及するとすれば、それは、ただ一つの要素があることを意味しない。明細書又は請求項が、“追加の”要素に言及するとすれば、それは、一つより多い追加の要素があることを除外しない。
【0037】
この開示の利益を有する当業者は、前述の記載及び図面からの多くの他の変形を本発明の範囲内でしてもよいことを認識すると思われる。それどころか、本発明は、上記の詳細な説明に限定されない。むしろ、任意の補正を含む以下の請求項が、本発明の範囲を定義するのである。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】先行技術による光機関カーネルを示す。
【図2】本発明の一つの実施例による投影機関を示す。
【図3】本発明による投影機関の別の実施例を示す。
【図4】本発明によって構築された表示システムを示す。
【図5】本発明によって構築された3−D表示システムを示す。
【図6】本発明の投影機関の論理図を示す。
【図7】本発明の様々な実施例の組立図を示す。
【図8】本発明の様々な実施例の組立図を示す。
【図9】本発明の様々な実施例の組立図を示す。
【図10】本発明の様々な実施例の組立図を示す。
【図11】本発明の様々な実施例の組立図を示す。
【図12】本発明の様々な実施例の組立図を示す。
Claims (54)
- 偏光分離器、
前記偏光分離器の第一の出力光路に光学的に結合された第一の偏光ビームスプリッター、
N≧1の色の光を変調する、前記第一の偏光ビームスプリッターに光学的に結合されたM≧1の第一の空間光変調器、
前記偏光分離器の第二の出力光路に光学的に結合された第二の偏光ビームスプリッター、
Q≧1の色の光を受ける、前記第二の偏光ビームスプリッターに光学的に結合されたP≧1の第一の空間光変調器、並びに
前記第一及び第二の偏光ビームスプリッターに光学的に結合された偏光結合器
を含み、
前記N個の色の少なくとも一つ及び前記Q個の色の少なくとも一つは、同じものである装置。 - M=2である請求項1記載の装置。
- P=2である請求項2記載の装置。
- 前記偏光分離器及び前記第一の偏光ビームスプリッターの間に結合された第一の色スイッチをさらに含み、
N>Mである請求項1記載の装置。 - 前記偏光分離器及び前記第二の偏光ビームスプリッターの間に結合された第二の色スイッチをさらに含み、
Q>Pである請求項4記載の装置。 - N個の色の光及びQ個の色の光が前記偏光結合器に同時に入ることを予防する手段をさらに含み、
前記N個の色及び前記Q個の色は、異なる色空間にある請求項1記載の装置。 - 3D合成画像の一つの画像を表すデータを前記第一の空間光変調器に提供する手段、及び
前記3D合成画像の別の画像を表すデータを前記第二の空間光変調器に提供する手段
をさらに含む請求項1記載の装置。 - 第一の色空間における三つの色の各々に内容を挿入する第一の光機関カーネル、
第二の色空間における三つの色の各々に内容を挿入する第二の光機関カーネル、及び
前記第一及び第二の光機関カーネルの出力に光学的に結合された結合器
を含む装置。 - 前記第一及び第二の光機関カーネルは、各々、一つの空間光変調器を含む請求項8記載の装置。
- 前記第一及び第二の光機関カーネルは、各々、二つの空間光変調器を含む請求項8記載の装置。
- 前記第一の光機関カーネルは、正確に一つの空間光変調器を含み、
前記第二の光機関カーネルは、正確に二つの空間光変調器を含む請求項8記載の装置。 - 前記第一の光機関カーネルは、
偏光ビームスプリッター、
前記偏光ビームスプリッターに光学的に結合された第一の空間光変調器、
前記偏光ビームスプリッターに光学的に結合された第二の空間光変調器、及び
前記偏光ビームスプリッターに光学的に結合された第一の光スイッチ
を含む請求項8記載の装置。 - 前記第一の光機関カーネルは、
前記第一の光スイッチを動作させて、第一の期間の間に第一の色の光を通過させると共に第二の期間の間に第二の色の光を通過させる手段、及び
前記空間光変調器の一つを動作させて、前記第一の期間の間に前記第一の色の内容を挿入すると共に前記第二の期間の間に前記第二の色の内容を挿入する手段
をさらに含む請求項12記載の装置。 - 第三の色は、切り替えない様式で前記空間光変調器の別のものに提供される請求項13記載の装置。
- 前記第一の光スイッチを動作させて、前記空間光変調器の一つによって受け入れられた前記第一、第二、及び第三の色の少なくとも一つのある量の光の選択を可能にする手段をさらに含む請求項13記載の装置。
- 前記第一及び第二の空間光変調器は、前記偏光ビームスプリッターに機械的に結合される請求項12記載の装置。
- 前記第一の光機関カーネルに第一の偏光の光を、前記第二の光機関カーネルに第二の偏光の光を向けるように結合された偏光分離器をさらに含む請求項8記載の装置。
- 前記第一及び第二の色空間は、同じ色空間である請求項8記載の装置。
- 前記第一及び第二の色空間の一つは、RGB色空間であり、
前記第一及び第二の色空間の別のものは、CMY色空間である請求項8記載の装置。 - 入力光を受けると共に出力光を提供する装置であって、
前記装置は、
前記入力光を、第一の偏光を有する第一の光及び前記第一の偏光と異なる第二の偏光を有する第二の光に空間的に実質的に分離する手段、
前記第一の光に内容を挿入する第一の手段、
前記第二の光に内容を挿入する第二の手段、並びに
前記内容を挿入した第一及び第二の光を結合させて、前記出力光を生成させる手段を含み、
前記挿入する第一の手段は、前記第一の光の少なくとも二つの色成分を切り替える手段を含み、
前記挿入する第二の手段は、前記第二の光の少なくとも二つの色成分を切り替える手段を含む装置。 - 前記挿入する第一及び第二の手段は、それぞれ、第一及び第二の偏光ビームスプリッターを含む請求項20記載の装置。
- 前記挿入する第一及び第二の手段は、それぞれ、第一及び第二の板偏光子を含む請求項20記載の装置。
- 前記切り替える第一の手段は、二つの色のスイッチを含む請求項20記載の装置。
- 前記二つの色のスイッチは、緑色及び青色の間で切り替えるものである請求項23記載の装置。
- 前記二つの色のスイッチは、シアン及び黄色の間で切り替えるものである請求項23記載の装置。
- 前記切り替える第一の手段は、三つの色のスイッチを含む請求項20記載の装置。
- 前記三つの色のスイッチは、赤色、緑色、及び青色の間で切り替えるものである請求項26記載の装置。
- 前記三つの色のスイッチは、シアン、マゼンタ、及び黄色の間で切り替えるものである請求項26記載の装置。
- 合成3D画像の少なくとも二つの2D画像を含有する光ビームを発生させる装置であって、
前記装置は、
第一の光を提供する第一の切り替えられた光機関カーネル、
第二の光を提供する第二の切り替えられた光機関カーネル、並びに
前記第一の光及び前記第二の光を結合させて、前記光ビームを生成させる偏光結合器を含み、
前記第一の光は、第一の偏光を有し、前記2D画像の第一を表す内容を含有し、
前記第二の光は、第二の偏光を有し、前記2D画像の第二を表す内容を含有し、
前記第二の偏光は、前記第一の偏光と異なる装置。 - 入力光を前記第一の光及び前記第二の光に分離する偏光分離器をさらに含む請求項29記載の装置。
- 前記偏光分離器、前記第一及び第二の切り替えられた光機関カーネル、及び前記偏光再結合器は、実質的に平面の光路において結合される請求項30記載の装置。
- 前記偏光分離器、前記第一及び第二の切り替えられた光機関カーネル、及び前記偏光結合器は、対角に対向した角における前記第一及び第二の切り替えられた光機関カーネルと共に、実質的に正方形の配置で結合される請求項31記載の装置。
- 前記偏光分離器、前記第一及び第二の切り替えられた光機関カーネル、及び前記偏光結合器は、各々、前記光路において、輪郭について実質的に正方形であり、各々、それらの隣接物に隣接して結合される請求項32記載の装置。
- 光ビームに内容を挿入する方法であって、
前記方法は、
前記光ビームを第一の偏光の光及び第二の偏光の光に実質的に分離すること、
前記第一の偏光の光において少なくとも二つの色の間で切り替えること、
前記第一の偏光の光に内容を挿入すること、
前記第二の偏光の光に内容を挿入すること、並びに
前記第一の偏光の光及び前記第二の偏光の光を出力光ビームに再結合させること
を含み、
前記第二の偏光は、前記第一の偏光と異なる方法。 - 前記第二の偏光の光において少なくとも二つの色の間で切り替えることをさらに含む請求項24記載の方法。
- 前記第一の光に内容を挿入することは、合成3D画像の第一の2D画像の内容を挿入することを含み、
前記第二の光に内容を挿入することは、前記合成3D画像の第二の2D画像の内容を挿入することを含み、
前記再結合させることは、前記出力光ビームにおいて前記第一及び第二の2D画像を前記3D合成画像に結合させることを含む請求項35記載の方法。 - 前記第一の光に内容を挿入することは、第一の色空間における内容を挿入することを含み、
前記第二の光に内容を挿入することは、前記第一の色空間と異なる第二の色空間における内容を挿入することを含む請求項35記載の方法。 - 前記切り替えることは、
第一の色のある量の光及び第二の色のある量の光を交互に通過させること、並びに
前記ある量の光の少なくとも一つを調節することによって白色点補償を行うこと
を含む請求項34記載の方法。 - 実質的に平面の光路にある光学的な経路において実質的に全ての光の透過及び反射を行うことをさらに含む請求項34記載の方法。
- 実質的に平面の光路で光を透過させると共に反射するように配置され、前記実質的に平面の光路に、光を受ける第一の側面、第二、第三の側面、及び出力する光用の第四の側面を有する第一の偏光ビームスプリッター、
前記第一の偏光ビームスプリッターの前記第二の側面に光学的に結合された第一の空間光変調器、
前記第一の偏光ビームスプリッターの前記第三の側面に光学的に結合された第二の空間光変調器、
前記実質的に平面の光路で光を透過させると共に反射するように配置され、前記実質的に平面の光路に、光を受ける第一の側面、第二、第三の側面、及び出力する光用の第四の側面を有する第二の偏光ビームスプリッター、
前記第二の偏光ビームスプリッターの前記第二の側面に光学的に結合された第三の空間光変調器、
前記第二の偏光ビームスプリッターの前記第三の側面に光学的に結合された第四の空間光変調器、並びに
前記実質的に平面の光路に配置され、前記第一の偏光ビームスプリッターの前記第四の側面及び前記第二の偏光ビームスプリッターの前記第四の側面に光学的に結合された結合器を含む投影機関。 - 前記実質的に平面の光路に配置され、前記第一の偏光ビームスプリッターの前記第一の側面及び前記第二の偏光ビームスプリッターの前記第一の側面に光学的に結合された偏光分離器をさらに含む請求項40記載の投影機関。
- 前記実質的に平面の光路に配置され、前記第一の偏光ビームスプリッターの前記第一の側面に光学的に結合された第一のスイッチ、及び
前記実質的に平面の光路に配置され、前記第二の偏光ビームスプリッターの前記第一の側面に光学的に結合された第二のスイッチ
をさらに含む請求項40記載の投影機関。 - 前記第一のスイッチに、
前記第一及び第二の空間光変調器の一つが第二の色の内容を挿入すると同時に、第一の色の光を実質的に遮断すること、並びに
前記第一及び第二の空間光変調器の一つが前記第一の色の内容を挿入すると同時に、前記第二の色の光を実質的に遮断すること
を引き起こし、前記第一のスイッチ並びに前記第一及び第二の空間光変調器の一つに結合された、第一の手段をさらに含む請求項42記載の投影機関。 - 前記第二のスイッチに、
前記第三及び第四の空間光変調器の一つが第四の色の内容を挿入すると同時に、第三の色の光を実質的に遮断すること、並びに
前記第三及び第四の空間光変調器の一つが前記第三の色の内容を挿入すると同時に、前記第四の色の光を実質的に遮断すること、
を引き起こし、前記第二のスイッチ並びに前記第三及び第四の空間光変調器の一つに結合された、第二の手段をさらに含む請求項43記載の投影機関。 - 前記第一、第二、第三、及び第四の色は、それぞれ、特有である請求項44記載の投影機関。
- 前記実質的に平面の光路に配置され、前記第一の偏光ビームスプリッターの前記第一の側面及び前記第二の偏光ビームスプリッターの前記第一の側面に光学的に結合された偏光ビーム分離器、
前記実質的に平面の光路に配置された複数のフィルター、
前記実質的に平面の光路に配置された複数の四分の一波長板、並びに
前記実質的に平面の光路に配置された少なくとも一つのスイッチをさらに含む請求項40記載の投影機関。 - 前記投影機関は、モノリシックな構造に機械的に結合される請求項46記載の投影機関。
- 偏光分離器、
前記偏光分離器からの第一の偏光の光を受けるように光学的に結合された第一の光機関カーネル、
前記偏光分離器からの第二の偏光の光を受けるように光学的に結合された第二の光機関カーネル、並びに
前記第一の光機関カーネルからの内容が変調された光を受けるように光学的に結合され、前記受けた光を前記第二の光機関カーネルからの光の出力とタイル張りするように空間的に位置決めされた反射器を含み、
前記第二の偏光は、前記第一の偏光と異なる装置。 - 前記偏光分離器は、板偏光子を含む請求項48記載の装置。
- 前記反射器は、板偏光子を含む請求項49記載の装置。
- 光源からの光を受け、前記光を第一の偏光の光及び第二の偏光の光に実質的に分離し、前記第一の偏光の光及び前記第二の偏光の光の一方を実質的に反射すると共に他方を実質的に反射する第一の板偏光子、
前記第一の板偏光子から前記第一の偏光の光及び前記第二の偏光の光の一方(Lx)を受けるように光学的に結合された第一の色スイッチ、
前記第一の色スイッチからの切り替えられた光を受けるように光学的に結合された第一の偏光ビームスプリッター、
前記第一の偏光ビームスプリッターからの切り替えられた光を受けると共に変調し、前記第一の偏光ビームスプリッターへ前記変調された切り替えられた光を反射し返すように光学的に結合された第一の空間光変調器、
前記第一の板偏光子から前記第一の偏光の光及び前記第二の偏光の光の他方(Ly)を受けるように光学的に結合された第二の偏光ビームスプリッター、
前記第二の偏光ビームスプリッターからの光を受けると共に変調し、前記第二の偏光ビームスプリッターへ前記変調された光を反射し返すように光学的に結合された第二の空間光変調器、並びに
前記第一の偏光ビームスプリッターからの変調された光及び前記第二の偏光ビームスプリッターからの変調された光を受け、前記変調された光を出力ビームに結合させるように光学的に結合された第二の板偏光子
を含む装置。 - 前記第一の板偏光子及び前記第二の偏光ビームスプリッターの間に光学的に結合された第二の色スイッチをさらに含む請求項51記載の装置。
- 前記第一の偏光ビームスプリッターに光学的に結合された第三の空間光変調器をさらに含む請求項52記載の装置。
- 前記第二の偏光ビームスプリッターに光学的に結合された第四の空間光変調器をさらに含む請求項53記載の装置。
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