JP2004531983A

JP2004531983A - 光ファイバ照射を利用する投影システム

Info

Publication number: JP2004531983A
Application number: JP2003508063A
Authority: JP
Inventors: サッコマンノ，ロバート・ジェイ
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-10-14
Also published as: EP1407599A1; CA2452064A1; KR20040019022A; WO2003001799A1; US7015983B2; US20030025842A1

Abstract

光学的投影システムは、照射光源から光ファイバ・ケーブル（１６０）を介して非結像形態形成平行化光学的要素（１６２）およびビーム・スプリッタ要素（１６３）に光を配分する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射用電気光学装置に関し、より詳細には、光を配分するために光ファイバを使用する投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００１年１月２６日出願の米国仮出願第６０／３００，９９９号の利益を主張する。
群を抜いて普及している大画面装置は、投影ディスプレイである。画像の源は、歴史的にブラウン管であったが、最近、超小型ディスプレイ画像装置は、透過型および反射型の双方で長足の進歩があった。最近、日本ビクター株式会社（ＪＶＣ）は、１９２０×１０８０画素を備えた対角１．３インチ型装置である最先端のシリコン上液晶（ＬＣＯＳ：ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｏｎｓｉｌｉｃｏｎ）画像装置を発表した。これより高い解像度の場合、タイル型のシステムが採用される。例えば、オリンパス光学工業株式会社は、（３×３になった各６００×８００が２４００×１８００画素を備えた対角１００インチ型ディスプレイを作り出す）９基の投影機を使用する、各セット２００，０００ドルの正札の付いたタイル型投影システムを開発している。入れ替わるように、ＣｌａｒｉｔｙＶｉｓｕａｌＳｙｓｔｅｍｓは、連続的ではないが、モジュール型の積み上げ可能な投影要素の販売を促進している。
【０００３】
プラズマディスプレイは、高解像度（ＨＤＴＶ）市場へのいくつかの参入品があり、対角５０インチの最大のディスプレイを備える重さ約４５．８ｋｇ（１０１ポンド）で１，３６５×７６８の解像度を備えた日本電気株式会社からのＰｌａｓｍａＳｙｎｃ５０ＭＰ１、および、重さ約３９．９ｋｇ（８８ポンド）で１，２８０×７６８の解像度を備えるパイオニア株式会社のＰＤＰ−５０２ＭＸで、各々１０，０００ドル以上で小売される。Ｓａｍｓｕｎｇ社などからの最先端液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、対角３０インチに近づきつつあり、プラズマディスプレイの解像度をはるかに凌駕する解像度を備える。これより高い直視型のサイズ（および、解像度）については、タイル型システムが採用される。例えば、ＲａｉｎｂｏｗＤｉｓｐｌａｙｓ社は、平行化されたバックライトと、狭い境界線を持つカスタムＬＣＤと、全ての装置にまたがって設置される単一の投影スクリーンとを使用するタイル型配列手法を開発している。
【０００４】
単体型投影機または直視型ディスプレイは、サイズおよび解像度の要求を満たせない。したがって、選択肢は、タイル型の解決策となる。全てのタイル型システムは、タイル配列された要素間で知覚される差、例えば、全ての視野角にわたるグレーの影部分についての輝度および色光度の均一性を解決しなければならない。滑らかな動作を達成するために、タイル間のいかなる知覚される境界も、排除されなければならず、それによって、特に視野表面の画素ピッチが数ｍｍ未満の時に、さらなる複雑度を追加する。
【０００５】
投影および直視の双方のタイル型システムは、単体型ディスプレイと比較した時、コスト面で以下の短所を有する。
１．継ぎ目を隠すために挿入する必要のある追加の構成部品（例えば、光学マスクおよびフィードバックシステムなど）に対する必要性。
２．より低コストの解決策に対する投資が適切な投資回収時間を有さないために高額の反復性コストをもたらす隙間市場という状況。
３．組立て中にタイルを正確に整列させ、システムを較正するための労働時間。
【０００６】
投影および直視の双方のタイル型システムは、単体型ディスプレイと比較した時、性能面で以下の短所を有する。
１．１つまたは複数のタイルにおける構成部品間の小さな差によって誘発されるタイル配列された要素間の不均一性。たとえば、ディスプレイデバイス電気／光学特性、ランプ経年変化特性など。
２．タイル配列された要素間の不均一性を補償するための灰色の影部分の使用によるダイナミックレンジの喪失。
【０００７】
投影に基づくタイル型システムは、単体型投影機を採用するシステムと比較した時、コスト面で以下の短所を有する。
１．特別な室内冷却の配慮を必要とする投影機アレイ周辺の空間における集中した熱負荷。
２．特別な消音の配慮を必要とする投影機アレイ周辺の空間における集中したファン騒音。
３．特に接近が困難なことがあるアレイの中間にある投影機について、天井の近くに吊り下げられたランプの交換に関するメンテナンスのコスト。
４．タイル配列された要素間の整列を保証するためのフィードバック制御システムの必要性。
５．タイル配列された要素間の均一なコントラストおよび応答時間を保証するために結像要素の温度安定化を潜在的に必要とする、他の投影機の上方に位置するいずれの投影機にも対するより高い雰囲気温度。
【０００８】
投影に基づくタイル形システムは、単体型の投影機を採用するシステムと比較した時に、性能面で以下の短所を有する。
１．１つまたは複数のユニット間で異なる温度勾配の結果として発生するタイル配列された要素間の熱膨張の差。これによって、周期的な再較正が採用されなければ、時間の経過に従ったタイル間の誤整列を引き起こす。
【０００９】
直視タイル型システムは、単体型の投影機を採用するシステムと比較した時に、コスト面で以下の短所を有する。
１．活性ディスプレイ領域の周囲を囲って通常は狭いデッドゾーンを採用する特別なＬＣＤを製造しなければならない。
【００１０】
直視タイル型システムは、単体型の投影機を採用するシステムと比較した時に、性能面で以下の短所を有する。
１．継ぎ目のないシステムに対する解像度の限界：機械的な継ぎ目の現実的な限界は１ｍｍのオーダにあるようである。
２．１つまたは複数のユニット間で異なる温度勾配の結果として発生するタイル配列された要素間の熱膨張の差。これによって、応力が引き起こされ、それが、構造的疲労（機械的疲労）または応力誘導複屈折（光学的不均一）のいずれかをもたらすことがある。
３．非常に大きな面積のガラス構造物についての固有の機械的限界。これによって、このようなシステムを配列する現実性を減ずる。
【００１１】
非常に高い解像度を備える非常に大きな面積のディスプレイを達成するための１つの方法は、タイル配列を介する。しかし、そのようなシステムのコスト／性能の交換条件は、当技術分野の従来の発明と組み合わされた時でさえ、隙間市場の状況をもたらし続ける。広告、劇場、さらに、政府、企業、および、テレビ放送産業のためのメディアセンタなどの応用例のための高精細度で継ぎ目のない大画面のディスプレイに対する需要が知られている。特に、低コストで単体型装置の完全な性能特性を達成するタイル配列手法に対する必要性がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（発明の概要）
本発明の実施形態は、通常の光源から高輝度白色光を収集し、この高輝度白色光を原色光成分に分離し、これらの成分を光導波路を介して複数のタイル配列された要素に結合する。以下に参照されるように、用語「光導波路」および「光ファイバ」が交換可能に使用されることに注意されたい。
【００１３】
１つの実施形態において、各投影要素のために、投影機系タイル型ディスプレイ・システムである単一のフレーム連続結像装置が使用され、これは、中央に組み入れられた電子的色切り換え装置を備え、これによって、色の分離および再結合の光学系を各結像装置に連動する必要性を排除し、結像装置間の色バランスを維持し、各結像装置内の構造を大幅に簡略化している。プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ：ｐｌａｓｔｉｃｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒ）は、コストを最小に抑えるために採用され、独特な非結像光学系は、充填率の損失を排除するために使用されている。このようなＰＯＦは、一般にソリッド・コアおよび大型コアと呼ばれている。小型コアＰＯＦは、ＥＳＫＡ（商標）ブランドで３ｍｍまでのコア直径を備えて三菱電機株式会社より入手可能である。最大１８ｍｍまでのコア直径の大型コアＰＯＦは、Ｓｔａ−Ｆｌｅｘ（登録商標）のブランドでＬｕｍｅｎｙｔｅによって、ならびに、ＯｐｔｉＣｏｒｅ（商標）でＦｉｂｅｒｓｔａｒｓによって、および、ＬｉｇｈｔＦｉｂｅｒで住友スリーエム株式会社によって製造されている。ファイバ照射がより一般的になるに従い、通信グレード（ｇｒａｄｅ）のＰＯＦのために促進されている技術が、照射グレードＰＯＦに組み込まれていくことが予想される。非常に長い距離（１ｋｍ以上）にわたる低損失に対する必要性のために、通信グレードファイバが、ＰＯＦ技術を進歩させた。例えば、三菱のＥＳＫＡ照射グレードＣＫ製品は、０．２ｄｂ／ｍの減衰を有する一方、同社の通信グレードＧＫファイバは、０．１４ｄｂ／ｍの減衰を有する。旭硝子株式会社は、グレーデッド・インデックスＣＹＴＯＰ（登録商標）光ファイバ（ＧＩ−ＣＯＦ）であるＬｕｃｉｎａ（商標）を販売している。Ｌｕｃｉｎａ（商標）は、透明なフッ素ポリマであるＣＹＴＯＰ（登録商標）で作られる。赤外波長に対して市販されているが、グレーデッド・インデックス手法は、照射ファイバのために多少の見込みがある。照射グレードファイバに比較した通信グレードファイバの単位長さ当りの追加されたコスト、および、その比較的小さなコア直径およびより小さな開口数のために経費が、追加されてはいるが、事実、現在では通信用ファイバを照射の応用例のために採用することができる。
【００１４】
ＰＯＦが光導波路の１つの等級を代表することに注意されたい。例えば、直径が最大約１５．２ｍｍ（６インチ）以上の中空光チューブは、プリズム光誘導技術を利用してＬｉｇｈｔＰｉｐｅ（商標）の商標でＴＩＲＳｙｓｔｅｍｓによって製造され、スリーエムは、中空光チューブのための潜在的解決策として同社の多層ポリマ放射ミラーフィルムの販売を開始した。ＯＰＲＡのブランドのガラス・ファイバのバンドルは旭硝子によって製造されており、同様に、カスタム・バンドルは、Ｓｃｈｏｔｔ−ＦｏｓｔｅｃＬＬＣによって製造されている。液体コア光導波路も、例えばＴｒａｎｓｌｉｇｈｔＬＬＣから入手可能である。これらの導波路の全ては、本発明の実施形態における使用に適合させることができるが、現在の市場の状態は、コスト／性能の点で照射グレードのＰＯＦをより好む。
【００１５】
本発明の実施形態は、従来技術に対して以下の長所を有する。
１．タイル間のいかなる色不均一も最小に抑えるための単一のランプ。追加のランプは、増大された輝度および／または故障動作の可能性に対して追加することができる。
２．大型コアポリマに基づく技術を採用することによるファイバについての最小のコスト。
３．光ファイバに関連する充填率損失がない。
４．光源を離れた位置に置くことによって投影機内に発熱がなく、結像装置を熱的に安定させる必要性を低減または排除する。
５．光源を離れた位置に置くことによって投影機付近に騒音がない。
６．結像装置に関連する色フィルタがなく、やはり、いかなる色不均一も最小に抑える。
７．単一結像装置の投影機は３結像装置の投影機よりコストが低い。
８．グレーの影部分の削減はタイルを整合させるために必要ない。
９．サービス作業に対して便利に位置に置かれる中央になったランプの設置によって促進された低いメンテナンスコスト。
１０．他のタイル配列された構成は、光ファイバ通信システムに関連する応用例として説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
先ず図１を参照すると、タイル型に投影された画像１００は、個々のディスプレイ・タイル１０１Ａから１０１Ｎで構成される。本発明の一実施形態は、図１に示すように３行４列のアレイのディスプレイ・タイルを有する。考えられるさらなる実施形態は、六角形などの非長方形ディスプレイ・タイルを含む異なるタイル構成、および、複合の投影された表示が三角形などの非長方形、または、半球などの非平面であるタイル構成を有することができる。
【００１７】
図２を参照すると、ファイバのアレイ１２０ａ、ｂ、ｃは、それぞれ、非結像形態形成平行化要素（ＮＩＭＣＯＬＥ：ｎｏｎ−ｉｍａｇｉｎｇｍｏｒｐｈｉｎｇｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔ）１２２ａ、ｂ、ｃのアレイに、白色光の光源を供給する。各ＮＩＭＣＯＬＥは、丸型ファイバと接続し、ファイバからの受け取ったエネルギを円錐に先細りした構造体と平行化し、丸型の断面からの出力を、（本例では正方形である）多角形の断面の１つに形態形成する。多角形の断面は、ある距離にわたって一定に存続し、いくつかの恩恵を提供する。第１に、これは、当技術分野で知られているように、均一化の程度を加える。第２に、これは、要素が、自己整列機能として作用する平坦な表面を備えて、緊密充填されたアレイに配列されることを可能にする。第３に、隣接する平坦な表面が光学的に接触させられた時に、追加の均一化を可能とすることができ、それによって、ＮＩＭＣＯＬＥ間で混合が起こる。反対に、もし均一化が望ましくないなら、平坦な表面は、（例えば、ＮＩＭＣＯＬＥより小さな屈折率を持つ接着剤の使用によって）光学的に隔離することができる。
【００１８】
図２に戻って参照すると、ＮＩＭＣＯＬＥ１２２ａ、ｂ、ｃの出力は、（任意の）追加の均一化器要素１２４によって、より均一にすることができ、この要素１２４は、（元Ｂａｌｚｅｒｓ）Ｕｎａｘｉｓによって製造されるＬｉｇｈｔＴｕｎｎｅｌ（商標）などの、投影機に展開され当技術分野で知られている多くのタイプの１つとすることができる。均一化器１２４の光路長は、必ずしも縮尺を合わせられず、また、選択される手法に依存し、また、ＢｒｅａｕｌｔＲｅｓｅａｒｃｈからのＡＳＡＰ（商標）またはＯｐｔｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈＡｓｓｏｃｉａｔｅｓからのＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（登録商標）などのいずれかの適するな光線追跡プログラムを使用して識別することができる。均一化器の他の適する種類は、フライ・アイ光集積器レンズ・アレイおよび直交円筒レンズのアレイである。
【００１９】
光学的均一化器１２４に続くのは、例えばＭｅｌｌｅＧｒｉｏｔによって製造される「誘電体立方体ビーム・スプリッタ」と呼ばれる形態の、各々１つが赤、緑、青に対する一連の立方体ビーム・スプリッタ１４０ａ、ｂ、ｃである。固体の立方体ビーム・スプリッタが１つの実施形態で使用されているが、中空立方体ビーム・スプリッタは、米国特許第４，２６０，２２０号にあるＷｈｉｔｅｈｅａｄにあるようなプリズム・フィルム、または、スリーエム社からの多層ポリマ・ミラー技術で構築できることに注意されたい。ビーム・スプリッタ１４０ａに進入する白色光のうち、赤成分１２６ａは、面１４７ａを介してのみ上方に向けられる。残りの光（すなわち、緑＋青）は、ビーム・スプリッタ１４０ｂに進入し、その緑成分１２６ｂは、面１４７ｂを介してのみ上方に向けられる。最後に、残りの青色光１２６ｃは、最後のビーム・スプリッタ１４０ｃにおいて上方に向けられ、面１４７ｃを介してのみ外出する。各色がそのそれぞれの面を介してのみ外出することを保証するために、プリズム１４０ａ、ｂ、ｃより小さな屈折率の光学的インターフェイスは、境界１４９ａ、ｂ、ｃ、ｄに施されなければならない。光ファイバ上の被覆によく似た、より小さな屈折率は、以下、ＴＩＲと称する内部全反射のおかげで、上方に向けられた光線が境界を横切らないことを保証する。境界におけるより小さな屈折率物は、例えば、ＮｙｅＯｐｔｉｃａｌによって製造されるものなどの光学的に透明なシリコーン・ゲルである。空気も、その小さな屈折率のために適するが、面１４９ａ、ｂ、ｃに垂直に伝わる光に対するより大きなフレネル反射損失がある。シリコーンに基づく製品は、たいていのガラスおよび光学グレード・ポリマより小さな屈折率を有し、光学的に透き通るように製造することができる。実際の屈折率は、概ねのオーダで以下のように計算できる。
【００２０】
ｎ_ｌｏｗ＜ｎ_ｃｕｂｅ ^＊ｓｉｎ（９０−θ）
ここで：
ｎ_ｌｏｗは、低い屈折率の材料であり、
ｎ_ｃｕｂｅは、立方体の屈折率であり、
θは、面１４７ａ，ｂ，ｃに垂直な表面を基準とした、（立方体内の）より悪い場合の発散である。
【００２１】
例として、面１４７ａ、ｂ、ｃに垂直な（立方体内での）より悪い場合のθ＝６度で、ＢＫ７（５５０ｎｍにおいてｎ＝１．５２）から作られた立方体は、ｎ_ｌｏｗ＜１．５１を必要とする。分散および温度の影響が考慮されなければならず、そのため、ｎ_ｌｏｗは、１．５１よりわずかに小さくなることに注意することは重要である。加えて、境界材料は、光学的に透き通っているべきであり、さもなくば、体積透過率および散乱（面１４９ａに垂直な光線）、並びに、消え易さ（面１４９ａからのＴＩＲの光線）による損失が、現実のものとなる。
【００２２】
図２に戻って参照すると、ビーム・ダンプ１５０は、事前に抽出されなかったいかなる光も吸収するために、ビーム・スプリッタ１４０ｃの端部に定置することができる。例えば、概ね５７５ｎｍと６００ｎｍとの間にある、赤の飽和度低下をもたらす金属ハロゲン化物および高圧水銀のアーク灯に多く存在する黄／オレンジ帯の光は、この帯の放射光を通過させるようにビーム・スプリッタ１４０ａ、ｂ、ｃを配置構成することによって、ビーム・ダンプ１５０に捨てることができる。
【００２３】
上方に向けられた光１２６ａ、ｂ、ｃは、非結像形態形成集光要素（ＮＩＭＣＯＮＥ）のアレイ、例えば１３０ａ、ｂ、ｃを含むグループに入射される。これらの要素は、最大量のエネルギをファイバ１３２ａ、ｂ、ｃにそれぞれカプリングするために使用される。ＮＩＭＣＯＬＥおよびＮＩＭＣＯＮＥの正確な形状は、ＡＳＡＰ（商標）またはＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（登録商標）を使用して、容易に確かめることができる。各ＮＩＭＣＯＮＥの平坦な外形は、ＮＩＭＣＯＬＥについて既に述べた恩恵と同じ種類の恩恵を提供する。
【００２４】
ビーム・スプリッタ立方体１４０ａ、ｂ、ｃの直角三角形のための誘電体コーティングの代替として、電気光学的要素が使用でき、以下、ＥＯＥ（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔ）と称する。例えば、Ｄｉｇｉｌｅｎｓは、ポリマ分散液晶（ＰＤＬＣ）を使用して作られる電子スイッチング・ブラッグ回折格子（ＥＳＢＧ）を製造している。複数の層は、積層することができ、各層は、異なる波長帯で動作する。特定の層が選択されない場合、それは透明となる。図２に示すように、制御電子回路１４５によって発生され、電気的バス１４２ａ、ｂ、ｃによって要素に送られたＰＤＬＣにかかる電圧を印加することによって、特定の層が選択される。もしＥＯＥの光学的帯域幅が、不十分（すなわち、限られた反射帯域幅）であれば、追加のビーム・スプリッタ立方体段を採用することができる。
【００２５】
もしＥＯＥが、図３に示すＣｏｌｏｒＬｉｎｋからのＣｏｌｏｒＳｗｉｔｃｈ（商標）などの偏光感受体であれば、光学的均一化器要素１６８は、偏光ビーム・スプリッタ要素１６３ａ、ｂおよび遅延器ホイル１６４によって設けられる偏光変換器によって先行させられる。追加の遅延器ホイル１６７は、光線全体をｐ−偏光に変換するために使用することができる。しかし、もしエネルギ効率が多少でも問題となるなら、集光面積と立体角の積の制限に関連して、ＮＩＭＣＯＬＥの数を、半減する必要があることに注意されたい。でなければ、より安価な吸収性偏光板を使用することができる。ＥＯＥ１８９ａ、ｂ、ｃは、選択された波長帯域の光を今度はｐ−偏光からｓ−偏光に回転させるために、液晶の電気光学的効果を再び利用して製造される。例えば、白色光を受け取る要素１８９ａは、最初に赤帯域をｐからｓに回転させ、そのため、１６８ａ内の赤成分は、変更ビーム・スプリッタ１８０ａから面１８７ａを介して上方に、１７０ａおよびその個々のファイバ１７２ａを含むＮＩＭＣＯＮＥグループに向けて反射させることができる。同様に、ＥＯＥ１８９ａおよび１８９ｃはそれぞれ、緑および青の帯域を抽出するために使用される。フレーム連続システムにおいては、続いて、制御要素１８５が、それぞれ、電気的バス１８２ａ、ｂ、ｃを介してＥＯＥ１８９ａ、ｂ、ｃにかかる電圧を切り換え、そのため、例えば、光１６９ａ、ｂ、ｃは、フレームｎのためにＲ−Ｇ−Ｂ、フレームｎ＋１のためのＧ−Ｂ−Ｒ、フレームｎ＋２のためのＢ−Ｒ−Ｇ、続いて、フレームｎ＋３のために戻ってＲ−Ｇ−Ｂとなる。
【００２６】
既に検討したように、無フリッカの性能に対する必要性は、ＥＯＥに対する切り換え時間（立上がり時間＋落下時間）が１ｍｓｅｃ以下のオーダにあることを要請する。
もし個々のＥＯＥの波長帯域幅が、赤であれ、緑であれ、青であれ、ある色帯域全体を制御するために不十分であれば、追加のＥＯＥ段を、追加することができる。例えば、もしＥＯＥ段が一回に３０ｎｍ幅の帯域のみしか切り換えられないなら、システムが集光面積と立体角の積に制限されず、および／または、コスト面で厳しく制限されていると仮定して、緑は、３つのビーム・スプリッタ、５０５ｎｍ〜５３５ｎｍ、５３５ｎｍ〜５６５ｎｍ、および、５６５ｎｍ〜５９５ｎｍを包含することができる。事実、このタイプの手法は、１つ、２つ、または、全ての３つの緑ＥＯＥを選択することによって、色飽和、明るさ、または、その両者を補助するために使用することができる。
【００２７】
図４は、関連するディスプレイ投影機４００Ａ．．．４００Ｎから投影される完全な画像の部分を受け取るタイル１０１Ａ．．．１０１Ｎを、システムのレベルで示す図である。各ディスプレイ投影機４００は、投影レンズアセンブリ４０１および画像形成部４１０を含む。本発明の１つの実施形態において、画像形成部４１０は、３つの透過型ポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）液晶（ＬＣ）装置を含み、この装置は、青ＬＣデバイス４１１、緑ＬＣデバイス４１２、および、赤ＬＣデバイス４１３、ならびに、結合光学系４１４から構成される。このような高温Ｐｏｌｙ−Ｓｉ（ＨＴＰＳ）デバイスは、例えばソニー株式会社およびセイコーエプソン株式会社から入手される。本発明の他の実施形態において、結像装置は、上記に説明したＬＣに基づくデバイスの代わりに、反射型超小型電子機械システム（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ）に基づく３つの画像デバイス４１０を含む。本発明の他の考えられる実施形態は、投影された画像を作成するための反射型シリコン上液晶（ＬＣＯＳ）などの他の透過型および反射型画像形成部４１０を、使用する。ファイバから結像装置への光のカプリングは、図５〜１０に示される。
【００２８】
図４に戻って参照すると、光は、光エンジン２５０および２７５によって発生され、光ファイバ・ケーブル２６５および２９０によってそれぞれ光分離部３００に送られる。光分離部３００の詳細は、図２および図３に示す。簡単には、光は、先ず要素３０５によって均一化され、青、緑、および、赤などの原色成分に分離される。原色成分は、第２の組の光ファイバ・ケーブル３５０によって光分離部３００からディスプレイ投影機４００Ａ．．．４００Ｎに送られ、そこで、ディスプレイ画像が、形成され、ディスプレイ・タイル１０１Ａ．．．１００Ｎ上に投影される。不飽和効果をもたらし得る波長は、ビーム・スプリッタ３０１、３０２、および、３０３によって通過させ、ビーム・ダンプ３０４に送ることができる。ビーム・ダンプは、多岐にわたる材料を含むことができる。
【００２９】
他の実施形態は、１つの光エンジンから、コストおよび／または性能の要求によって制限される数にまでわたる。性能の要求は、以下の１つまたは複数に関係付けることができる。すなわち、１つまたは複数の光エンジンの故障の場合のシステムの利用可能性、集光面積と立体角の積によって要請される明るさの制限、複数のタイプの光源を包含する混成手法を介してのみ満たすことができるスペクトルおよび／または再衝突の品質など。ソース２５０および２７５は、それぞれＮＩＭＣＯＮＥ２６０および２８５の説明を介して充填率損失を回避するための要求を示す。図４が、伝統的な３結像装置投影機を示す一方、システムのレベルの同じ手法が、詳細を以下に述べるフレーム連続システムにも適用できることに注意されたい。
【００３０】
ファイバ３５０内の損失のために、ファイバ３５０の光路長および等価曲げが、与えられた投影機４００内、および、投影機４００Ａから４００Ｎの間で比較的一定に留まっていることの保証が必要なことへの注意は重要である。代わりに、システムを再バランスさせるために、光減衰器を使用することができる。そのような減衰器は、インライン中立密度フィルタと同じ程度に単純にすることができ、または、パルス幅変調（ＰＷＭ：ｐｕｌｓｅ−ｗｉｄｔｈ−ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を介して、光分離部３００の外部にその一部として、もしくは、両者の何らかの組み合わせとしてのいずれかで、光を調節する電気光学的（ＥＯ）シャッタと同じ程度に複雑にすることもできる。この同じＰＷＭ技術は、ディマー（ｄｉｍｍｅｒ）、すなわち、ランプの寿命に及ぼす影響のためにほとんどの高輝度放電（ＨＩＤ）ランプに対しては、標準的な電力低減技術を介して達成不可能な機能としても機能することができる。
【００３１】
本発明の他の重要な態様は、ディスプレイ投影機４００Ａ．．．４００Ｎの間の知られている関係を維持することにある。これは、先ず、長さが温度よりもよりよく特徴付けられるロッド要素を使用して隣接する投影機間の関係を固定させること、続いて、Ｊｏｈｎｓｏｎ他の米国特許第６，２１９，０９９号などに提案される技術を使用してシステムを整列させることによって、達成することができる。例えば、熱膨張係数が正および負の左および右の区間を有する棒部材が、Ｋｒｉｍによって米国特許第４，２８２，６８８号において教示されている。この棒は、変化する温度環境において１つの区間の膨張が、他の区間の収縮によって相殺されるように、膨張係数が、±約０．００６×１０^−５ｃｍ／ｃｍ−℃（±０．０１×１０^−６ｉｎ／ｉｎ−°Ｆ）のオーダとなるよう調整される。ＪＶＣの２，０４８×１，５３６結像装置は、４：３の縦横比を有し、対角で（３．３ｃｍ）（１．３インチ）であることに注意されたい。これは、約１２．９×１０^−４ｃｍ（５．０８インチ×１０^−４ｉｎ）の画素ピッチということである。もし接続ロッドが、例えば（投影レンズのために十分な幅を可能にする）長さ２５．４ｃｍ（１０インチ）であって、１本のロッドと他のロッドの間のより悪い場合の温度勾配が、１６．７℃（３０°Ｆ）（１本のロッドが２５℃（７７°Ｆ）の室温にあり、他のロッドが約４１．７℃（１０７°Ｆ））であれば、正味の移動は：
（０．００６×１０^−６ｃｍ／ｃｍ−℃）^＊（２５．４ｃｍ）^＊（１６．７℃）＝７．２６×１０^−６ｃｍ
（０．０１×１０^−６ｉｎ／ｉｎ−°Ｆ）^＊（１０インチ）^＊（３０°Ｆ）＝３×１０^−６インチ）
となり、これは、画素ピッチより大きさが２桁小さく、したがって、知覚できる移動は、ない。この量の余裕があれば、タイル配列されたアレイは、−５５℃から＋８５℃（−６７°Ｆから＋１８５°Ｆ）の軍事用の温度範囲全体に耐えることができる。
【００３２】
代案として、Ｒｕｂｌｅ他の米国特許第３，７５３，２５４号は、初期較正からの相対的な移動を決定するためにロッドに沿って温度を測定するためのサーミスタの使用、および、補償信号の印加を教示する。タイル型投影システムにおいて、これらの補償信号は、示度を維持するために周期的に各投影機の画像を調整するために、Ｊｏｈｎｓｏｎ他によって教示されるアルゴリズムに適用することができる。
【００３３】
さらなる膨張の補償は、一定のロッド温度を維持するための加熱要素の使用によって考慮することができ、それによって、ＫｒｉｍとＲｕｂｌｅ他による教示との混成物を提供することに注意されたい。Ｂｅｒｇの米国特許第５，１２１，９８７号による教示などのより正確な技術を採用することができ、これによって、光学的膨張計システムが採用され、それからは、補償信号を開発することができる。近隣の投影機の位置に比較した結像装置の位置を調整することによって、補償を提供するための変位センサと同時に、圧電に基づく１段または複数段の機械的アクチュエータも、使用することができる。大電力を消耗する構成部品（例えば、アーク・ランプ）を離して定置することによって、個々の投影機ユニットの内部と周辺との温度勾配は、ランプを各投影機内に有するより、穏やかになることに注意するのも興味深い。したがって、これは、接続ロッドにより小さな膨張を誘発し、それによって、タイル間の適切な画像示度を維持するための制御システムを簡略化する。
【００３４】
温度補償されたロッドは、各投影機アセンブリ内の機械的なプラットフォームに、好ましくは接続される。プラットフォームは、結像装置のサブアセンブリと投影レンズとを互いに正確に整列させるために使用され、また、ロッドのために、隣接する投影サブアセンブリへの結束点を提供する。各プラットフォームは、その保護筐体内に「浮いて」いる。ロッドは、光学アセンブリの汚染を防止する環境に対して密封されたポートを介して、筐体を貫通する。このようなポートは、当技術分野で知られているような柔軟な蛇腹要素を使用して、密封することができる。ロッドは、いずれもさらなる安定性のために単純な二次元格子配列もしくは三次元メッシュに、または、湾曲した表面上に投影するために配列することができる。筐体は、例えば鉄製アングルを介して互いに堅固に搭載することができ、アセンブリ全体は、壁もしくは天井から吊り下げられる。
【００３５】
代案として、プラットフォーム・アセンブリおよび接続ロッドは、家庭内劇場、指令および管理センタ、および、コックピットのディスプレイなどの多様な応用例における使用のために、単一の筐体内に含むことができる。再循環用ファンを備えた単一の筐体もまた、要素にわたる、かつ、要素間のより良い温度均一性を可能にし、やはり、タイル間のいかなる熱誘発誤示度も低減する。
【００３６】
ファイバ５０５から１：１縦横比反射型結像装置５１０へ、かつ、投影レンズ５９０によって投影される、発明者の本発明による光をカプリングするための効率的な光分配手法は、図５に詳細を示す。本実施形態の結像装置５１０は、例えばＬＣＯＳデバイスであり、これによって、偏光された光で動作する。ファイバ５０５ａからの光は、先ず、ＮＩＭＣＯＬＥ５２０を使用して平行化され、続いて、偏光ビーム・スプリッタ５３０および５５０を介して偏光光線５６０および５７０に変換され、遅延器ホイル５４０によって分離される。光線５６０は、ＮＩＭＣＯＬＥから外出するｓ−偏光成分を例示し、これは、偏光ビーム・スプリッタ５３０で反射し、結像装置５１０によって変調される。投影する光は、ｐ−偏光されて結像装置を離れ、ビーム・スプリッタ５３０を通過できるようにし、投影レンズ５９０へ外出する。光線５７０は、ＮＩＭＣＯＬＥ５２０から外出するｐ−偏光成分を例示し、これは、偏光ビーム・スプリッタ５３０を通過し、遅延器ホイル５４０によってｓ−偏光に変換され、偏光ビーム・スプリッタ５５０で反射し、結像装置５１０によって変調される。投影する光は、ｐ−偏光されて結像装置を離れ、ビーム・スプリッタ５５０を通過できるようにし、投影レンズ５９０へ外出する。結像装置の偏光特性によっては、結像装置と照射光学系（図示せず）との間に、追加の遅延器ホイルが必要である可能性のあることに注意されたい。同様に、Ｄｏｖｅ他の米国特許第６，０８２，８６１号によって教示されるような位相訂正板は、コントラストを強めるために、結像装置と照射光学系（図示せず）との間に挿入することができる。
【００３７】
１：１縦横比結像措置の場合、ファイバ５０５からの未偏光の光は、ＮＩＭＣＯＬＥ５２０によって平行化されるが、集光面積と立体角の積の制約のために、結像装置の半分のみしか照射できない。その結果、各々正方形の出口ポートを備えた２つのＮＩＭＣＯＬＥは、図５の上面図および側面図に示すように、結像装置を効率的に満たす。
【００３８】
図６は、４：３縦横比結像装置のための１つの最適な解決策を示す。この場合、３×８のアレイは、図６の上面図および側面図に示すように、全てのＮＩＭＣＯＬＥが正方形の出口ポートを有し、結像装置を効率的に満たすことを可能にする１つの解決策である。ＨＤＴＶ１６：９縦横比率（または、この問題のためのいかなる他の比）が、同様の方法で収容できることに注意されたい。
【００３９】
いずれの発明的な構成についても、複屈折の影響は、考慮されなければならない。非結像光学要素であるプリズム、ならびに、結像要素（ずなわち、レンズ）などは、特に成形されている場合、主に内部応力のために、かなりの複屈折を起こし得る。いくつかの場合に、応力を和らげるためにアニールを採用することができ、他の場合では、特別な材料を利用しなければならない。
【００４０】
図７を参照すると、４：３縦横比結像装置（もしくは、１６：９縦横比結像装置、または、一般的な場合として、いかなる非１：１縦横比結像装置）を照射する本発明による他の解決策が示される。この場合、３つの正方形出口面ＮＩＭＣＯＬＥは、結像装置をわずかに過剰充填し、効率の損失をもたらす。もしこの損失が許容できなければ、ＮＩＭＣＯＬＥは、各側面で「削ぐ」ことができ、結像装置の過剰充填を回避する。この手法の悪い面は、先細り円錐が、１つの軸において長くはないため、１つの軸における平行化が、他の軸より不完全であることである。しかし、これは、図６に示す３×８アレイより公平な交換となることもある。所望の環境条件に対する個々の構成部品、組立て工程の機械的許容誤差を超える結像装置の完全な照射を保証するために、結像装置の過剰充填は、少なくとも低い程度までは必要なこともあることに注意されたい。
【００４１】
もし図７の結像装置が、十分迅速にスイッチングすれば、結像装置は、フレーム連続（ＦＳ：ｆｒａｍｅｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ）タイル型投影機システムの構成を可能にする。ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓからのＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ（ＤＭＤ）、および、ＰｈｉｌｉｐｓおよびＤｉｓｐｌａｙｔｅｃｈからのＬＣＯＳ解決策は、そのような結像装置の例である。ＦＳ手法は、その単純さのために、以下に検討する本発明の実施形態を形成する。
【００４２】
図８は、３つのＮＩＭＣＯＬＥによって照射される結像装置、すなわち、既に参照したものに類似するＢｒａｄｌｅｙの米国特許第５，８４５，９８１号のスクロール照射システムの他の有用な特徴を示す。Ｂｒａｄｌｅｙにおいて、プリズムは、機械的に回転される。この機械的動きは、図８に示す手法を使用して排除され、それにより、ファイバ６４０ａ、ｂ、ｃは、それぞれ赤、緑、および、青の光を受け取る。各色は、対応するＮＩＭＣＯＬＥ６４５ａ、ｂ、ｃによって平行化される。これらの要素の各々のための光路は、隣接する柱状プリズム対の要素６６８ａ、ｂ、ｃ間の低屈折率を介して隔離を維持し、それによって、色の混合を防止する。例えば、要素６６８ａは、２つのビーム・スプリッタ・プリズム、すなわち、光線６７５が通過する上部プリズムおよび光線６７０が通過する下部プリズムを含み、上部および下部プリズムは、遅延器ホイルによって分離される。同様に、要素６６８ｂおよび６６８ｃは、それぞれ２つのプリズムを含み、合計６つのプリズムとなる。
【００４３】
フレーム連続システムにおいて、（例えば、補色、スクロールプリズムなどの）電気機械的色シークエンサ、または、好ましくは（例えば、図２および３に示す）電気光学的色シークエンサは、プリズム対６６８ａ、ｂ、ｃがそれぞれフレームｎのためにＲ−Ｇ−Ｂ、フレームｎ＋１のためにＧ−Ｂ−Ｒ、フレームｎ＋２のためにＢ−Ｒ−Ｇ、続いて、フレームｎ＋３のためにＲ−Ｇ−Ｂを供給するように、各フレームで光をファイバ６４０ａ、ｂ、ｃにスイッチングする。
【００４４】
図８において、ＮＩＭＣＯＬＥは、より合理化された充填の手法により配慮するために、９０度回転されていることも注意されたい。もし追加の機械的な間隙が必要であれば、（各色に１つで、やはり互いに光学的に隔離される）光学的スペーサ要素６６５を示す。
【００４５】
合理的な程度の平行化および結像装置に対する薄いカバーグラスがあれば、隣接するスクロール色間の境界画素は、混合されることを回避できる。結像装置のカバーグラスを遮蔽する、および／または、カバーグラスを３つの光学的に隔離された区間に分離するなどの、結像装置の隣接してスクロールされる区間の間の混合を防止するための代案となる方法を採用することができる。代案として、接着して結合されたプリズム対６６８ａ、ｂ、ｃは、それ自体でカバーグラスとして機能することができる。プリズム対の間の遅延器ホイルは、貼り付けフィルム、薄膜コーティング、または、この２つの何らかの組み合わせとすることができることにも注意されたい。
【００４６】
図９において、図４において参照されたものによく似る３透過型結像装置システムのための照射装置を示す。３つの色は、例えばＵｎａｘｉｓ（元Ｂａｌｚｅｒｓ）によって販売されるＣｏｌｏｒＣｕｂｅ（商標）７３２を使用して組み合わされる。続いて、存在する光は、閲覧面上に投影レンズ７３６によって投影される。
【００４７】
図１０は、図９の反射型結像装置版を示す。ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＤＭＤなどの非偏光恵贈装置の場合、遅延器ホイル７４７ｂおよび対応するビーム・スプリッタ・プリズム要素は、必要ないことに注意されたい。１つ、２つ、または、３つのＤＭＤの構成の場合、ＤＭＤの活性領域と同じ大きさのＮＩＭＣＯＫＥのアレイは、ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓによって規定された伝統的な光源および平行化光学系に取って代わることができる。
【００４８】
図４〜１０に示す構成の全てに対する利点がある一方、フレーム連続（ＦＳ）タイル型投影システムは、最善のタイル間均一性を提供する最も単純な手法であるようだ。集中色シーケンスを備えた遠隔ソースは、タイルごとの均一化された明るさおよびスペクトル分布を提供する。非結像形態形成平行化器および濃縮器と組み合わせたプラスチック光ファイバの使用は、既存のシステムよりも深い市場への食い込みに重要なコストおよび効率の利益を提供する。最後に、熱的に補償された接続ロッドは、初期較正の後のタイルごとの移動に対処し、それによって、従来技術で教示されるようにカメラを使用して再較正する必要を回避する。有利に、当技術分野で知られている熱補償アルゴリズムを適用することによって、このシステムは、ロッドが整列を保証するためにタイル間に鋭いカットオフを提供することによって、勾配付ファイバの使用を回避することができる。集中色スイッチングを備えたＦＳ手法がタイル間の色および明るさの均一性を保証するために、システムは、グレーの影部分の損失も回避する。
【００４９】
集中色シーケンスは、図２または３に示すような電気光学的システムによって提供される。色シーケンサ間の選択（例えば、ＤｉｇｉｌｅｎｓのＥＳＢＧ対ＣｏｌｏｒＬｉｎｋのＣｏｌｏｒＳｗｉｔｃｈ（商標））によく似るＦＳ結像装置間の選択（例えば、既に参照したＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＤＭＤ対ＰｈｉｌｉｐｓのＬＣＯＳ）は、システムのコストおよび応用例に関する他の要因に基づく。当然、もしＦＳ結像装置が偏光に基づくなら、照射システムは、図５〜８に示す構成に基づく。もしＦＳ結像装置が非偏光であれば、既に検討したように、ＮＩＭＣＯＬＥの緊密充填アレイの出力は、結像装置上に投射される（偏光変換光学系に対する必要性はない）。
【００５０】
他の要件がなければ、複数光源より単一光源が好まれ、１つのそのような光源は、（例えば、Ｐｈｉｌｉｐｓによって製造される）高圧水銀（ＨＰＭ）型のものである。もしシステムの利用可能性（または，既に検討した他の理由）が重要であれば、図４に示す複数ランプ結合器が利用される。興味深いことに、セラミック金属ハロゲン化物ランプは、結像システムのために非常に高いスペクトル効率を提供し、それらの望ましくない特徴（ＨＰＭより長いアークおよび熱再衝突の欠如）を克服できることを確実にする。例えば、Ｎ×Ｍタイル型システムは、単一の結像装置の面積のＮ×Ｍ倍に等価の結像装置面積を有する。集光面積と立体角の積の視点から、より長いアークギャップランプを使用することができ、システムの明るさの要件が過剰に大がかりにはならないことを確実にし、閲覧画面は、合理的な量の利得および効率を有する。
【００５１】
図１１において、図２および図３の色分離システムは、光通信システムに適用される。例えば、３つの光源、すなわち、ファイバ８０５ａから単方向性信号、ファイバ８０５ｂからの双方向性信号、および、要素８１０からのフォトダイオード（もしくは、他の受信機）、または、レーザダイオード（もしくは、他の送信機）のいずれか一方は、合併される。これを行うために、３つの光源は、それら全てが同じ開口数を有するように、ＮＩＭＣＯＬＥによって平行化される。続いて、信号は、要素８１２によって均一化され、プリズム８１５ａ、ｂ、ｃを介してＮＩＭＣＯＬＥに分配される。例えば、ＮＩＭＣＯＬＥ８２０は、他のファイバ８２２に送り、続いて、これはファイバ８４０の内容と混合され、続いて、共用ファイバ８３５に沿って送られる。これらのシステムは、既に検討したように、ＥＯＥを使用して静的または動的に切り換えられる。８２５、８４２、および、８３０を含むカプリング・アレイは、様々な応用例に適用できる一般的な機能であることに注意されたい。このシステムが、双方向モードにおいても同じく機能し、それによって、ファイバ８３５からの信号が、ファイバ８０５ｂに送ることができることにも同様に注意されたい。
【００５２】
他の一般的な例として、照射および通信は、搬送モード間に何らかの相違がある限り、同一のファイバ上で共存することができる。例えば、図１２において、可視光照射光源８５５は、光線結合器８６５の使用によって、近赤外通信信号（例えば、光源８８０ｂ）と組み合わされる。この例において、結合器８６５の直角三角形は、可視光８６５を通過させ、近赤外光８６７ａ、ｂ、ｃ、ｄを反射するように構成される。示すように、信号は、丸型ファイバ８７５と正方形ビーム・スプリッタ８６５との間の効率的なカプラとしてＮＩＭＣＯＮＥ８７０を使用することによって、ファイバ８７５上で共存することができる。ＵｎａｘｉｓからのＣＡＬＦＬＥＸ（商標）ブランドと同等のホットミラー８５７は、可視光８６０が赤外信号８６７ａ、ｂ、ｃ、ｄの信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）を劣化させないことを保証するために採用される。当然、フィルタの拒絶は、慎重に考慮しなければならず、複数のフィルタは、可視光源からの妨害赤外光の適切な減衰を達成するために必要となることがある。ファイバ８７５は、可視および赤外の双方のエネルギを搬送できなければならないことにも注意されたい。現実的な視点から、ＰＯＦは、もし赤外通信帯域が、プラスチックがまだ合理的な透過率を維持している約８５０ｎｍ以下であれば、採用することができる。興味深いことに、（Ｗａｍｃｏなどによって販売されているような）軍事用暗視併用ディスプレイに使用されるフィルタは、標準的なホットミラーを補うために十分に適し、しばしば６５０ｎｍ以上で４以上の光学的密度を提供する。
【００５３】
図１３は、光ファイバ・ケーブル９３０、９３５、９４０に送る要素９２５を備え、先ず要素９４２を介して光を受け取る光学的多重分離器が後に続く、光学的多重化器を示す。レーザダイオード９０５ａ、ｂ、ｃは、それぞれ、スペクトルの分離された部分上で動作する。ビーム・スプリッタ９１０は、光線を効率的に結合するために使用され、ファイバ９３０、９３５、９４０を駆動するＮＭＣＯＮＥ９２５に送る。光学的ビーム・ダンプ９２２は、システムのＳ／Ｎ比を劣化させる光学的エネルギを排除するために使用することができる。続いて、ファイバ・ケーブル９４０に戻る光学的エネルギは、ビーム・スプリッタ９５０によって多重分離され、ＮＩＭＣＯＮＥ９６０によって適切なフォトダイオード検出器に送られる。再び、光学的ビームタンプ９５２は、Ｓ／Ｎ比を上昇させるために採用することができる。
【００５４】
最後に、図１４は、Ｘ−立方体プリズムを採用する直交点スイッチを示し、これは、電子システム９８２によって制御されるＥＯＥによって補うことができる。光源９７０は、Ｘ−立方体プリズム要素を介してファイバ９７８に向けられる。エネルギの一部は、例えば光源をモニタするために、受信機９９６に戻される。多くの異なる構成が可能であるが、当技術分野で知られているように、１つの光源からのエネルギを切り換えて他の光源に損害を引き起こすことは望ましくないが、これは、光学的であれ、電気的であれ、ほとんどのいかなる直交点スイッチにおいて真実である。
【００５５】
代案の実施形態は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく工夫することができる。例えば、提案された整列ロッド手法がタイル型投影ディスプレイに関する一方、開口のいかなるアレイにも適用可能な技術を考えることができる。本明細書において説明された可視光および赤外光の使用は、一般に電磁気エネルギにも適用することができる。用語「光ファイバ」、「光ファイバ」、「光学的導波路」などは、一般に、導波路として説明することができる。最後に、本明細書において説明された多くの実施形態は、照射システム、通信システム、および、その両者の組み合わせに等しく十分に関連する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】１２枚の個々のディスプレイ・タイルにさらに分割される投影ディスプレイの画像を示す図である。
【図２】ファイバに基づく色分離装置の１つの説明的実施形態を示す図である。
【図３】ファイバに基づく色分離装置の他の説明的実施形態を示す図である。
【図４】本発明者の出願である２００１年５月１８日出願の第０９／８６０，７３１号に説明される透過型結像装置を使用するタイル型投影ディスプレイ・システムを示す図である。このような装置はディスプレイのタイルごとに使用され、各装置は赤、緑、および、青のグループから選択される原色に割り当てられる。
【図５】単一の１：１縦横比反射型結像装置を利用する照射手法の詳細を示す図である。
【図６】単一の４：３縦横比反射型結像装置を利用する照射手法の詳細を示す図である。
【図７】３基の透過型結像装置を利用する照射手法の詳細を示す図である。
【図８】３基の反射型結像装置を利用するスクロール式照射手法の詳細を示す図である。
【図９】３基の４：３縦横比透過型結像装置を利用する照射手法の詳細を示す図である。
【図１０】３基の４：３縦横比反射型結像装置を利用する照射手法の詳細を示す図である。
【図１１】図２に示す照射グレード光ファイバ手法に類似する手法に基づく通信グレード光ファイバのための電気光学的スイッチングシステムを説明する図である。
【図１２】同一の光ファイバ上で照射および通信を多重化するシステムを説明する図である。
【図１３】通信グレード光ファイバのための多重化器および多重分離器の詳細を示す図である。
【図１４】通信グレード光ファイバのための電気光学的直交点スイッチの詳細を示す図である。

Claims

１つまたは複数の結像装置（５１０、７２６）のための照射システムであって、該照射システムは、
（ａ）複数の緊密充填された非結像形態形成平行化光学的要素（６４５）であって、前記光学的要素の各々が、対応する光学的導波路（６４０）から光を受け取る、非結像形態形成平行化光学的要素（６４５）と、
（ｂ）複数のプリズム（６５５、６６８）と、
を備え、
（ｃ）前記プリズムの各々が、対応する光学的要素の光出力に位置する、照射システム。
請求項１に記載の照射システムであって、前記プリズムの２つは、偏光ビーム・スプリッタの対として構成される、照射システム。
請求項１に記載のシステムであって、前記緊密充填された非結像形態形成平行化光学的要素の隣接は、スクロールの方法で動作するように構成される、システム。
ビーム・スプリッタ・システムであって、
（ａ）複数の照射源（１２０）と、
（ｂ）前記照射源からの光入力を受け取るように構成される、複数の緊密充填された非結像形態形成平行化光学的要素（１２２）と、
（ｃ）入来光線を分割するように構成される、複数のビーム・スプリッタ・プリズム（１４０）と、
（ｄ）前記ビーム・スプリッタ・プリズムから分割された光線を受け取るように構成される、複数の非結像形態形成集光要素（１３０）と、
（ｅ）前記非結像形態形成平行化要素によって受け取られない光を受け取るように構成されるビーム・ダンプ（１５０）と、
を連続して備えるビーム・スプリッタ・システム。
請求項４に記載のビーム・スプリッタ・システムであって、前記ビーム・スプリッタ・プリズムは、波長、偏光、および、時間からなるグループから選択される前記入来光線の特性に応じて、前記入来光線を分割する、ビーム・スプリッタ・システム。
請求項４に記載のビーム・スプリッタ・システムであって、該ビーム・スプリッタ・システムは、複数の光学的導波路をさらに備え、前記光学的導波路の各々は、前記非結像形態形成集光要素の対応する１つの光出力に接続される、ビーム・スプリッタ・システム。
請求項４に記載のビーム・スプリッタ・システムであって、該ビーム・スプリッタ・システムは、複数の光学的検出器をさらに備え、前記光学的検出器の各々は、前記非結像形態形成集光要素の対応する１つの光出力に接続される、ビーム・スプリッタ・システム。
請求項４に記載のビーム・スプリッタ・システムであって、該ビーム・スプリッタ・システムは、複数の光学的均一化器（１６８）をさらに備え、前記均一化器の各々は、前記非結像形態形成平行化光学的要素の１つと前記ビーム・スプリッタ・プリズム（１８０）の対応する１つとの間に、光学的に定置される、ビーム・スプリッタ・システム。
請求項４に記載のビーム・スプリッタ・システムであって、該ビーム・スプリッタ・システムは、複数の光学的偏光分離要素をさらに備え、前記偏光分離要素の各々は、前記非結像形態形成平行化光学的要素の１つと前記ビーム・スプリッタ・プリズム（１８０）の対応する１つとの間に、光学的に定置される、ビーム・スプリッタ・システム。
請求項４に記載のビーム・スプリッタ・システムであって、前記ビーム・スプリッタ・プリズムの１つまたは複数によって指向されるエネルギの比率は、光学的消光、フレーム連続色分離、スクロール色分離、および、波長スイッチングからなるグループから選択される機能を行うために、電気的に制御される、ビーム・スプリッタ・システム。
光学的投影システムであって、
（ａ）複数の光学的ロッド要素であって、前記光学的ロッド要素の各々は、複合タイル型ディスプレイ画像の部分を投影するように機能的に構成され、
（ｉ）前記光学的ロッド要素の各々の長さは、動作温度範囲にわたって十分に特徴付けられ、
（ｉｉ）前記光学的ロッド要素の各々は、熱的に安定な材料から構築され、
（ｂ）前記光学的ロッド要素の少なくとも１つは、ディスプレイ投影機内の浮きプラットフォームに接続される、複数の光学的ロッド要素と、
（ｃ）前記光学的ロッド要素のいくつかの間の温度均一性を強化するように構成される空気流動装置と、
を備える光学的投影システム。