JP2005165279A - 投影アダプタおよび投影アダプタとディスプレイとの組み合わせ - Google Patents
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Abstract
【課題】 ディスプレイを改変することなく、反射または透過型ディスプレイに投射ディスプレイの機能を付加するアダプタを提供すること。
【解決手段】 本発明の投影アダプタは、該投影アダプタとは物理的に異なる直視型反射ディスプレイおよび直視型半透過ディスプレイのうちの1つと連係して該ディスプレイによって表示されたイメージの投射拡大イメージを形成し、照射部と、投射部と、該照射部および該投射部を支持する支持構成とを備える。また、前記支持構成は、前記アダプタを前記ディスプレイに取り外し可能に取り付けるためのアタッチメントを備え、少なくとも前記アダプタの使用時に、前記ディスプレイに重ねるための前部光学素子を備える。
【選択図】 図4
【解決手段】 本発明の投影アダプタは、該投影アダプタとは物理的に異なる直視型反射ディスプレイおよび直視型半透過ディスプレイのうちの1つと連係して該ディスプレイによって表示されたイメージの投射拡大イメージを形成し、照射部と、投射部と、該照射部および該投射部を支持する支持構成とを備える。また、前記支持構成は、前記アダプタを前記ディスプレイに取り外し可能に取り付けるためのアタッチメントを備え、少なくとも前記アダプタの使用時に、前記ディスプレイに重ねるための前部光学素子を備える。
【選択図】 図4
Description
(技術分野)
本発明は、直視型ディスプレイと共に用いられ得る投影アダプタに関する。本発明はまた、そのようなアダプタとディスプレイとの組み合わせに関する。
本発明は、直視型ディスプレイと共に用いられ得る投影アダプタに関する。本発明はまた、そのようなアダプタとディスプレイとの組み合わせに関する。
(背景)
モバイルまたはセルラー電話(モバイルセルラー電話ともいう)、情報携帯端末(PDA)、パーソナルゲームコンソール、および車のダッシュボードなどの公知タイプのデバイスは、一般に液晶ディスプレイ(LCD)などのある形態のディスプレイを内蔵する。このようなデバイス用の公知タイプのLCDは、反射型モード、透過型モード、または半透過型モードなどの多様なモードで動作し得る。反射型モードのLCDは、環境光または外部照明を用いて情報を表示する。半透過型LCDは、照射のために環境光を用いる反射型モードで動作し得るし、また環境光が不十分である場合には透過型モードで動作し得る。透過型モードはバックライトを必要とする。
モバイルまたはセルラー電話(モバイルセルラー電話ともいう)、情報携帯端末(PDA)、パーソナルゲームコンソール、および車のダッシュボードなどの公知タイプのデバイスは、一般に液晶ディスプレイ(LCD)などのある形態のディスプレイを内蔵する。このようなデバイス用の公知タイプのLCDは、反射型モード、透過型モード、または半透過型モードなどの多様なモードで動作し得る。反射型モードのLCDは、環境光または外部照明を用いて情報を表示する。半透過型LCDは、照射のために環境光を用いる反射型モードで動作し得るし、また環境光が不十分である場合には透過型モードで動作し得る。透過型モードはバックライトを必要とする。
ポータブルデバイスは、一般に、時折再充電する必要があるバッテリによって電力供給される。バッテリの再充電が次に必要になるまでデバイスを最大限に使用するために、このようなデバイスの消費電力を低減することが望ましい。LCDの反射型モードが必要とする電力は、一般に透過型モードよりも実質的に小さいので、バッテリの再充電が必要になるまでの時間を最大にする。
特許文献1は、個人が見るためのものであり、かつ小型の直視型ディスプレイから比較的大きなイメージを表示するためのディスプレイ構成を開示する。この構成は、集束(focusing)、共役(conjugating)および折返し(folding)光学系(optics)と共に、陰極線管、エレクトロルミネセンスディスプレイ、または直視型バックライト透過型LCDなどのイメージディスプレイを備える。共役光学系は、レトロリフレクタおよびビームスプリッタを備える。
添付の図面の図1は、トランスペアレンシー上に固定されたイメージに対する公知タイプの反射型オーバーヘッドプロジェクタを例示する。このプロジェクタは、投射されるべきイメージの載ったトランスペアレンシー2を照射するための集光光学素子1を含む光源を備える。トランスペアレンシー2は反射型フレネルレンズ3上に配置され、レンズ3の軸は集光光学素子1の軸から横方向に間隔をあけて配置される。レンズ3は、光源からの光を投射レンズ4の入射瞳孔において結像する。この入射瞳孔の軸もまた、レンズ3の軸および集光光学素子1の軸から横方向に間隔をあけて配置される。折返しミラー5は、投影イメージを表示するための投射スクリーン(図示せず)上に光を方向付ける。
特許文献2は、添付の図面の図2に例示されるようなワイヤレスハンドセット電話を開示する。この電話は、仮想イメージディスプレイ14を備える。仮想イメージディスプレイ14は、直視型ディスプレイ26からのイメージを反射することによって、ユーザが耳元に電話を保持したままで仮想イメージが視認できるようにする。このディスプレイは、湾曲したミラー22、部分的反射/透過型光学素子24、ディスプレイ26、および回転ベース28を備える。
特許文献3は、内蔵光学プロジェクタを有するモバイルまたはセルラー電話を開示する。光学プロジェクタは、電話の直視型ディスプレイとは異なり、高強度ランプ、コリメータレンズ、透過型LCD(これは、直視型モードで用いられるLCDとは異なる)、および投射レンズを備える。
特許文献4は、モバイル電話または情報携帯端末などのデバイス中で機能するように組み込まれた小型ビデオプロジェクタを開示する。このプロジェクタは、内部光源、マイクロディスプレイ、および投射構成を備える。
ドイツのハノーバーで開催されたCeBIT2002コンピュータショーにて、Siemens AGは、適切なインターフェースを有するモバイル電話に接続され得る小型デイライトプロジェクタを開示した。このプロジェクタは、ビームスプリッタを介してマイクロディスプレイ(モバイル電話のディスプレイとは異なる)を照射するための発光ダイオードアレイの形態の光源を備える。投射レンズは、生成されたイメージを適切な投射スクリーンまたは表面上に投射する。
特許文献5は、ディスプレイ素子からのイメージまたはその中間イメージを観察者の眼に投射するポータブル投射ディスプレイを開示する。
特許文献6は、オーバーヘッド投影機能を含むモバイル電話を開示する。メモリに格納された情報は、ディスプレイパネルによって表示される。表示された情報は、内部光源によって照射され、反射され、かつ拡大レンズを介して投射スクリーン上に投射される。
特許文献7は、収納または使用するために展開され得る投射構成および投射スクリーンを内蔵するモバイル電話を開示する。
特許文献8は、添付の図面の図3に例示されるような投射ディスプレイを開示する。このディスプレイは、ランプおよび収集(collecting)光学素子20、21を備える光源、集光光学素子1、視野絞り30、光源のイメージ33を回転プリズム31の第1の反射面に形成する集光光学素子25を備える。光源からの光は、透過型LCDの裏面に恒久的に取り付けられたボリューム反射ホログラム(volume reflection hologram)32を備えるLCD10を照射する。ホログラム32は、回転プリズム31の第2の反射面上にイメージ34を形成するレンズとして機能する。投射レンズ4は、投射スクリーン(図示せず)に最終イメージ35を形成する。光源のイメージ34は、光源のイメージ33から横方向に間隔をあけて配置される。従って、ホログラム32は、リフレクタおよびオフ軸(off−axis)レンズとして機能する。
非特許文献1は、前面照射反射型LCDの輝度を増加させるための透過ホログラムの使用を開示する。ホログラムは、LCDの前面に恒久的に取り付けられ、適切に照射された場合、ディスプレイの視野領域に光を方向付ける。
米国特許第5,629,806号明細書
米国特許第5,970,418号明細書
米国特許第6,489,934号明細書
米国特許出願公開第2002/0063855号
特開2002−268005号公報
特開2002−027060号公報
英国特許第2360664号明細書
米国特許第6595648号明細書
Valliathら、「Design of Hologram for Brightness Enhancement in Colour LCDs」、SID98 Digest 44.5L、1139〜1142ページ(1998年)
ポータブルデバイスは、一般に、時折再充電する必要があるバッテリによって電力供給される。バッテリの再充電が次に必要になるまでデバイスを最大限に使用するために、このようなデバイスの消費電力を低減することが望ましい。LCDの反射型モードが必要とする電力は、一般に透過型モードよりも実質的に小さいので、バッテリの再充電が必要になるまでの時間を最大にする。このような問題を解決するために、ディスプレイを改変することなく、反射または透過型ディスプレイに投射ディスプレイの機能を付加するアダプタを提供する必要がある。
(要旨)
本発明の第1の局面によると、投影アダプタと物理的に異なる直視型反射または半透過ディスプレイと連係して、ディスプレイによって表示されたイメージの投射された拡大イメージを形成する投影アダプタが提供され、このアダプタは、照射部と、投射部と、この照射部および投射部を支持する支持構成とを備える。
本発明の第1の局面によると、投影アダプタと物理的に異なる直視型反射または半透過ディスプレイと連係して、ディスプレイによって表示されたイメージの投射された拡大イメージを形成する投影アダプタが提供され、このアダプタは、照射部と、投射部と、この照射部および投射部を支持する支持構成とを備える。
支持構成は、アダプタをデバイスに取り外し可能に取り付けるためのアタッチメントを備え得る。
アダプタは、少なくともアダプタの使用時に、ディスプレイに重ねるための前部光学素子を備え得る。
前部光学素子は、少なくともアダプタの使用時に、照射光路および投射光路に配置され得る。
前部素子は、光を集束する素子であり得る。
前部素子は、レンズであり得る。このレンズは、フレネルレンズであり得る。
前部素子は、ホログラムであり得る。ホログラムは、ボリューム透過ホログラムであり得る。ホログラムは、支持構成によって支持され得る。あるいは、ホログラムは、デバイスの一部分であり得る。ホログラムは、ディスプレイの結像部分が重なり得る。
照射部は、光源の第1のイメージを形成し得、前部素子は、少なくともアダプタの使用時に、第1のイメージから横方向に間隔をおいて配置された光源の第2のイメージを形成し得る。ディスプレイの表示面を含む平面と垂直に交差する第1および第2のイメージからの各線は、表示面の外で平面と交差し得る。
アダプタは、曲がった照射光路を形成するための第1のリフレクタを備え得る。
アダプタは、曲がった反射光路を形成するための第2のリフレクタを備え得る。
第1および第2のイメージは、実質的に第1および第2のリフレクタにおいてそれぞれ形成され得る。第1および第2のリフレクタは、反射型プリズムの面を備え得る。
投射部は、投射光学素子を備え得る。アダプタは、投射光学素子への入力アパーチャを規定する絞りを備え得る。
照射部は、集光光学素子を備え得る。
照射部分は、光源を備え得る。光源は、異なる色の複数の発光素子を備え得、これらの異なる色の発光素子は、時系列的に動作するように構成され得る。
投射部は、偏光子を備え得る。
アダプタは、支持構成によって支持された投射スクリーンを備え得る。
前部素子は、横方向に互いにオフセットされた複数の部分素子を備え得る。第2のリフレクタは、複数の非平行反射面を備え得る。
本発明の第2の局面によると、本発明の第1の局面によるアダプタの組み合わせおよび直視型の反射または半透過ディスプレイが提供される。
ディスプレイは、モバイルまたはセルラー電話などの通信デバイスの一部分であり得る。あるいは、ディスプレイは、情報携帯端末の一部分であり得る。あるいは、ディスプレイは、パーソナルゲームコンソールの一部分であり得る。あるいは、ディスプレイは、車載ディスプレイの少なくとも一部分であり得る。
ディスプレイは、液晶ディスプレイであり得る。
従って、反射または透過型ディスプレイに投射ディスプレイの機能を付加するアダプタを提供することが可能である。ディスプレイを改変する必要はなく、アダプタは、例えば、ポータブルデバイスなどの一部分を形成する直視型の反射または半透過型ディスプレイにおいて使用され得る。従って、さらなるディスプレイは必要でなく、内部光源も必要としない。従って、投射機能を設ける代わりにこのようなデバイスの消費電力を妥協するということにはならない。アダプタは、投射ディスプレイが必要とされる場合にデバイスに取り付けられ得、そうでない場合はデバイスから取り外される。従って、このようなデバイスの機能が向上し得る。
本発明により、ディスプレイを改変する必要はなく、反射または透過型ディスプレイに投射ディスプレイの機能を付加するアダプタ(例えば、ポータブルデバイスなどの一部分を形成する直視型の反射または半透過型ディスプレイにおいて使用され得る)を提供することができる。従って、さらなるディスプレイは必要でなく、内部光源も必要とせず、投射機能を設ける代わりにこのようなデバイスの消費電力を妥協するということにはならない。アダプタはまた、投射ディスプレイが必要とされる場合にデバイスに取り付けられ得、そうでない場合はデバイスから取り外される。
(詳細な説明)
図面全体にわたって同じ参照符号は同じ部分を指す。
図面全体にわたって同じ参照符号は同じ部分を指す。
図4は、例えば、モバイルまたはセルラー電話、情報携帯端末(PDA)、ゲームコンソールまたは車のダッシュボードなどにおける反射または半透過ディスプレイに取り外し可能に取り付けるためのクリップ留めアタッチメントの形態の投影アダプタを示す。アタッチメント50は、アダプタを形成するコンポーネントおよびデバイスのすべてについて適切な筐体などの共通の支持部を備える。ディスプレイ51は、例えば、液晶デバイス(LCD)などの空間光変調器であり得る。
アダプタ50は、52に一般に例示される、集光光学素子53を備える照射部を有する。照射部52の一部分を形成する発光デバイスは、アダプタ50によって支持されるかまたはアダプタ50内に配置され得るか、あるいはこのアダプタの外側にあり得る。
アダプタは、照射部からの光を前部光学素子55に方向付けるビームステアリング光学系54をさらに備える。素子55は、フレネルレンズなどのレンズ、または透過ホログラムなどのホログラムを備え得る。素子55は、アダプタ50の一部分を形成するように例示されるが、素子55が透過ホログラムである場合などのいくつかの実施形態において、ディスプレイ51の前部に恒久的に取り付けられてもよい。
アダプタ50は、投射レンズ56として例示される投射部をさらに備える。ディスプレイ51から反射した光は、光学系54によって反射され、投射レンズ56によって投射スクリーン57に投射される。投射スクリーン57は、アダプタ50とは独立または異なるか、あるいはその一部分をなし得る。例えば、このスクリーン57は、アダプタ50に取り付けられ得、かつ、収納するために折りたたまれ得、かつ使用するために開くことができ得る。あるいは、アダプタは車載ディスプレイとともに用いられ得、投射スクリーン57は車のフロントガラスに内蔵され得る。
照射スクリーン52は、実質的にビームステアリング光学系54の一方の反射面に光源のイメージを形成する。光学系54は、入射光を反射し、前部光学素子55を介してディスプレイ51を照射する。ディスプレイ51は、空間変調を行い、投影すべきイメージを有する光を映し、素子55は、照射部52によって形成されたイメージから横方向にずれた光源のイメージを形成する。このイメージは、実質的に光学系54の第2の反射面に形成され、この第2の反射面は、光を投射レンズ56に反射する。
従って、拡大されたイメージを比較的小さいイメージソースから投射することが可能になることによって、ディスプレイを内蔵するデバイスの機能を向上させる投影アダプタを提供することが可能である。投射イメージを生成するために、さらなるLCDや他のSLMは必要とされない。その代わりに、アダプタは、直視用にデバイスに提供された従来の反射または投射ディスプレイと連係するので、デバイスの変更は必要でない。例えば、パーソナル通信デバイスの種々のモデルに対して同じアダプタが用いられ得る。投射イメージの輝度は、直視型ディスプレイの輝度に左右されない。ディスプレイからの反射は、LCDの内部反射構成によって決まるので、視差の問題は実質的に生じない。アダプタは、ディスプレイの直視型モードでのデバイスの動作に影響を及ぼさない。なぜなら、このアダプタは、直視するために容易に取り外すことができるからである。従って、既存のディスプレイの変更を必要とせずに用いるための、ポータブルで比較的低コストの投影アダプタを提供することが可能である。
図5は、図4に示されるタイプの投影アタッチメントまたはアダプタ50の例をより詳細に例示する。集光光学系53に加えて、照射部は、照射源58(ランプおよびパラボラリフレクタとして示される)と、ビーム成形および偏光変換光学系59とを備える。ビームステアリング光学系54は、平面ミラーを備え、投射スクリーン57は、アダプタ50の内部に設置されるか、またはアダプタの一部分として示される。
照射源58からの光は、ビーム成形光学系によって「処理され」、例えば、照射源58からの光の円形または楕円形のプロフィールを矩形または6角形に変換される。また、光の強度分布が均一化される。従って、LCD51の照射の効率性および均一性が向上される。偏光変換素子は、ソース58からの偏光されていない光を、LCD51を照射するために偏光された光に変換する。一般に、LCDは、偏光された光で動作し、入射光の偏光を、必要とされる偏光、輝度および効率と一致させることによって、向上され得る。
集光光学系53および投射光学系56は、横方向に互いに間隔をあけて配置される。投射光学系56は、平面ミラー54を介してディスプレイ51上に表示されたイメージを投射スクリーン57上に投射し、例えば、より便利に数人の観察者が拡大されたイメージを見ることを可能にする。
図6は、投影アダプタの改変された構成を図式的に示す。光学素子53を含む照射部は、この実施形態において反射プリズムとして示されるビームステアリング光学系54の第1の反射面にイメージ60を形成する。プリズム54から反射された、オフセットされたレンズ55に入射する。特に、LCD51のイメージ平面を含む平面と直交するようにイメージ60から描かれた線は、LCDイメージの外側でその平面と交差する。
プリズム54によって反射された光は、レンズ55を通過し、LCDによって変調され、LCDのリフレクタ61によって反射される。レンズ55は、反射した光を結像して、プリズム54の第2の反射面に光源のイメージ62を形成する。イメージ62はまた、イメージ62からLCD表示表面を含む面に垂直に描かれた線がその表面と交差しないようにオフセットされ得る。
図7は、前部光学素子55としてのボリューム透過ホログラムの使用を示す。ホログラム55は、LCD51の内部ミラーまたはリフレクタ61から反射された光によって正確に照射された場合、オフ軸レンズとして機能する。ホログラムは、レンズまたはフレネルレンズと同様に光源のイメージを形成し、イメージは、LCD51の上にあり、照射瞳孔またはイメージ60から横方向に間隔をあけて配置されるか、またはずらされる。
ホログラム55は、照射源からの入射光の機能を実質的に有しない。なぜなら、入射角がブラッグ条件を満たさないからである。従って、ホログラム55を通過する入射光は、入来する光線64によって示されるように回折しない。同様に、ホログラム55は、環境光によって照射されるか、または半透過型LCD51がバックライトを用いて透過型モードで動作する場合は、実質的に機能を実行しない。
ホログラム55、および照射部によって提供される照明は、LCDの内部リフレクタ61から反射された光67が、有効な光回折のためのブラッグ条件を満たす角度でホログラム55に入射する。従って、65で示される方向に入射し、かつリフレクタ61から反射される光は、ブラッグ条件を満たし、かつ66で示されるように、ホログラム55によって回折され、イメージ62を形成する。回折しないが、例えば、リフレクタ61、またはLCD51の構造内の界面で反射する光は、67で示されるように反射し、投射部の入射瞳孔に入らない。
「ホログラフィーレンズ」55は、ボリューム透過ホログラムとして、例えばDuPontから入手可能なハロゲン化銀、重クロム酸ゼラチン、または種々のフォトポリマーなどの種々の高解像度の感光材料に記録され得る。光の利用効率を高めるために、ホログラフィーレンズの分光感度は、照射源のスペクトル特性に整合するように設計され得る。同様に、光の利用効率を高めるために、ホログラフィーレンズのスペクトル応答は、LCD51内のカラーフィルタのスペクトル透過率に整合するように構成され得る。ホログラム55は、LCD51のカラーフィルタと連係するための連続した素子として設計され得る。これにより、アダプタ50と関連するポータブルデバイスとの位置合わせの許容誤差の実質的な緩和が可能になる。なぜなら、ホログラフィーレンズは、LCD51のピクセル構造と正確に位置合わせする必要がないからである。
図8は、光学系59の部分を形成する偏光変換光学系の例を示す。この光学系は、マイクロレンズアレイ70および71、偏光ビームスプリッタアレイ72、一組の半波長板73を備える。アレイ70および71の対応するマイクロレンズは、偏光ビームスプリッタ72のそれぞれに光を方向付ける。これらのビームスプリッタは、第1の偏光を有する光が透過されるが、直交する偏光を有する光は、内部で2回反射して、同じ方向でビームスプリッタから出るようになっている。この光は、それぞれの半波長板73を通過し、これにより、偏光方向が、90度変化する。従って、同じ偏光の光は、偏光変換光学系によって供給される。
図9は、欧州特許1197766号に開示されたタイプの別の偏光変換光学構成を示し、その内容は、本明細書中で参考のため援用される。この構成において、パターン化半波長板は、パターン化半波長リターダ75で代用され、偏光ビームスプリッタ72およびマイクロレンズアレイ70および71の順番は、図8に例示されたものとは異なる。この構成の動作は、欧州特許1197766号に示されるのでその説明は省略する。
あるいは、偏光変換光学系は、偏光回復光パイプとして実施され得る。このような光パイプは、OCLI Inc.から入手可能であるので、その説明は省略する。
あるいは、他のタイプの偏光変換光学系または偏光光源が用いられてもよい。
図10は、別の構成を例示する。ここで、照射源58は、赤色(R)、緑色(G)、および青色(B)の発光ダイオード(LED)のアレイを備える。この場合、各LEDに、透過型ホモジナイザがアレイ59として提供される。このようなホモジナイザは、均一性を向上し、かつ照射プロフィールを再成形するように設計され、個々のLEDの角度特性の整合を支援するためにも用いられ得る。このようなホモジナイザは、回折または反射光学素子として実施され得る。
図11は、図5に示されるものとは異なる構成を例示する。ここで、ビームステアリング光学系54は、アダプタ50内の照射光路を曲げるためのさらなるリフレクタを備える。このような構成によって、よりコンパクトな設計が達成できる。
図12は、照射源、ビーム成形光学系および偏光変換光学系について図11に示されるものとは異なるアダプタ50を例示する。特に、照射源58は、図10に示されるタイプのLEDアレイを備える。さらに、光学系59は、後部ミラーを備える図10に示されるタイプの反射ホモジナイザのアレイまたは透過ホモジナイザのアレイを備える。このような構成によって、非常にコンパクトなアダプタ50を提供できる。
図10および図12に例示される実施形態において、異なった色のLEDは、同時にまたは時系列的に動作し得、赤色、緑色、および青色成分のイメージが、ディスプレイ51によって同様に、時系列的に、および同期して表示される。時系列色系は、公知であるのでその説明は省略する。
図13は、図5に示されるものとは異なる投影アダプタ50を例示する。ここで、クリーンアップ偏光子80が投射光学系56と前部光学素子55との間に配置される。LCD51から反射された光は、一般に偏光され、偏光子80は、この偏光の光を通し、かつ他の偏光の光を減衰または遮断するように配向される。従って、投射光学系56に向かって方向付けられたLCD51とは異なるソースからの任意の光は、減衰または消去され、投射ディスプレイのコントラスト比が向上される。簡明のために、偏光子80は投射光学系56の入射瞳孔に隣接して配置される。
あるいは、偏光子80は、投射光学系56の下流に配置され得る。例えば、偏光子は、Moxtekワイヤグリッド偏光子などの反射型偏光子の形態であり得、単一の偏光および反射素子としてビームステアリング光学系54に組み合わされ得る。
図14は、例えば、投射スクリーン上で横に並べて、かつ空間的に分離するかまたは連続して表示される2つの異なったイメージを投射するための改変された構成を示す。あるいは、イメージは、例えば、高利得指向性投射スクリーン上で互いに重なり合い得る。図14のアダプタは、図4に示されるものとは異なり、ここで、前部光学素子55は、互いに横方向にオフセットした部分素子55aおよび55bを備える。部分素子55aおよび55bの各々は、同じ焦点距離を有するレンズ、フレネルレンズ、またはホログラフィーレンズを有するが、これらのレンズの光学的中心は、図14の主要部分の平面に対して垂直方向のy軸の方向に平行移動したか、または互いにオフセットしている。これは、図14において81の挿入図に示される。
LCD51は、部分素子55aおよび55bと位置合わせされた異なる表示領域51aおよび51bにイメージ1およびイメージ2をそれぞれ表示する。イメージは、図15に示されるように、前部光学素子55によって角度によって分離され、かつレンズ56によって投射されて、指向性反射または透過スクリーンか、または、広角反射または透過スクリーンであり得る投射スクリーン上に横に並んで表示される。図14および図15に示されるアダプタ50は、シングルイメージまたはデュアルイメージアプリケーションまたはモードで動作することができ得る。例えば、シングルイメージモードで使用するために、複数のサブ素子構成が、パネル光学系から図16に83で示されるような投射レンズへの光路を有する単一の前部素子構成で置き換えられ得る。逆に、アダプタが、デュアルイメージモードで用いられる場合、パネル光学素子から投射レンズへの光路は、図16に84で示されるようになる。
2つの投射イメージの角度分離を拡大するために、図17に示されるタイプの両面ビームステアリング光学系54aが用いられ得る。この場合、投射部の入射瞳孔と対向するリフレクタは、共通の平面上にはないが、その代わりに、互いに対して角度が付いた、投射スクリーンでのイメージ分離を増加する2つのリフレクタを備える。
図18は、角度分離が増大したデュアルモードかまたは、ビーム回転ミラー54を置換する必要のないシングルイメージモードで動作することを可能にするさらなる構成を示す。この場合、投射部光を反射するために3面ミラー54bが提供される。中間部分は、図16に83で示されるように配向され、かつシングルイメージモードでの動作の間、入射瞳孔に光を反射する。デュアルイメージモードにおいて、光は、図17に示されるように配向された他の2つの面によって反射される。
図19は、例えば、図4に示されるように単一前部光学素子55と、例えば、図14に示されるようにダブル前部光学素子55a、55bとの間で変更することによって「ポートレート」または「ランドスケープ」モードで動作することを可能にする構成を例示する。この構成は、「ポートレートモード」で用いられる場合、単一前部光学素子55は、90で例示されるように用いられ、投射イメージは、図91に例示されるアスペクト比を有する。
この構成は、92に例示されるようにランドスケープモードのために用いられる場合、単一素子55は、2つの素子55aおよび55bで置き換えられ、ディスプレイ51は、領域51aにイメージ1を、および領域51bにイメージ2を表示する。従って、この構成は、図14に示される構成と同様に動作し、投射イメージ93および94は、横に並んでかつ連続的に配置される。
図20は、投射光学系と関連した絞りアパーチャを規定する絞り100を有する図5に示されるディスプレイアダプタの部分を例示する。入来する光は、64で示され、かつLCD51によって変調された後、経路66に沿って絞りアパーチャを介して方向付けられる。しかしながら、フレネル反射は、種々の界面で生じ、その結果、光は、67および67’で例示されるような光路に沿って反射または散乱する。絞り100は、このような経路上を伝播する光を遮断するので投射イメージのコントラストを向上する。
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
(要約)
ディスプレイに取り付けて、このディスプレイによって表示されたイメージの投射された拡大イメージを形成するための投影アダプタが提供される。このディスプレイは、直視型の反射または半透過ディスプレイであり、かつ投影アダプタと連係して投射ディスプレイとして機能する場合に変更を必要としない。アダプタは、照射部および投射部を備え、選択的ビームステアリング光学系は、共通の支持構成によって支持される。前部光学素子は、使用時に投影アダプタがディスプレイ重ねるように配置される。照射部は、光源のオフ軸イメージを形成し、前部光学素子は、反射または半透過ディスプレイによって反射された光を光源イメージから横方向にずらされたイメージに結像する。投射部は、ディスプレイによって表示されたイメージの拡大イメージを、アダプタの一部分を形成するかまたはアダプタとは異なるスクリーン上に投射する。
ディスプレイに取り付けて、このディスプレイによって表示されたイメージの投射された拡大イメージを形成するための投影アダプタが提供される。このディスプレイは、直視型の反射または半透過ディスプレイであり、かつ投影アダプタと連係して投射ディスプレイとして機能する場合に変更を必要としない。アダプタは、照射部および投射部を備え、選択的ビームステアリング光学系は、共通の支持構成によって支持される。前部光学素子は、使用時に投影アダプタがディスプレイ重ねるように配置される。照射部は、光源のオフ軸イメージを形成し、前部光学素子は、反射または半透過ディスプレイによって反射された光を光源イメージから横方向にずらされたイメージに結像する。投射部は、ディスプレイによって表示されたイメージの拡大イメージを、アダプタの一部分を形成するかまたはアダプタとは異なるスクリーン上に投射する。
50 クリップ留めアタッチメント
51 LCD
52 照射部
54 ビームステアリング光学系
55 透過ホログラム、レンズまたはフレネルレンズ
56 投射レンズ
57 スクリーン
58 照射源
59 ビーム成形および偏光変換光学素子
70 マイクロレンズアレイ
71 マイクロレンズアレイ
72 偏光ビームスプリッタ
73 λ/2波長板
51 LCD
52 照射部
54 ビームステアリング光学系
55 透過ホログラム、レンズまたはフレネルレンズ
56 投射レンズ
57 スクリーン
58 照射源
59 ビーム成形および偏光変換光学素子
70 マイクロレンズアレイ
71 マイクロレンズアレイ
72 偏光ビームスプリッタ
73 λ/2波長板
Claims (35)
- 投影アダプタであって、該投影アダプタとは物理的に異なる直視型反射ディスプレイおよび直視型半透過ディスプレイのうちの1つと連係して該ディスプレイによって表示されたイメージの投射拡大イメージを形成し、
照射部と、
投射部と、
該照射部および該投射部を支持する支持構成と
を備える、投影アダプタ。 - 前記支持構成は、前記アダプタを前記ディスプレイに取り外し可能に取り付けるためのアタッチメントを備える、請求項1に記載のアダプタ。
- 少なくとも前記アダプタの使用時に、前記ディスプレイに重ねるための前部光学素子を備える、請求項1に記載のアダプタ。
- 照射光路と投射光路とを備え、前記前部光学素子は、少なくとも前記アダプタの使用時に、該照射光路および該投射光路に配置される、請求項3に記載のアダプタ。
- 前記前部素子は光を集束させる素子である、請求項3に記載のアダプタ。
- 前記前部素子はレンズである、請求項3に記載のアダプタ。
- 前記レンズはフレネルレンズである、請求項6に記載のアダプタ。
- 前記前部素子はホログラムである、請求項3に記載のアダプタ。
- 前記ホログラムはボリューム透過ホログラムである、請求項8に記載のアダプタ。
- 前記ホログラムは前記支持構成によって支持される、請求項8に記載のアダプタ。
- 前記ホログラムは前記ディスプレイの一部分である、請求項8に記載のアダプタ。
- 前記ディスプレイはイメージ形成部分を有し、前記ホログラムはイメージ形成部分に重なる、請求項11に記載のアダプタ。
- 少なくとも前記アダプタの使用時に、前記照射部は、光源の第1のイメージを形成し、前記前部素子は、該第1のイメージから横方向に間隔をあけて配置された該光源の第2のイメージを形成する、請求項3に記載のアダプタ。
- 前記ディスプレイは表示面を有し、該表示面を含む平面と垂直に交差する前記第1のイメージおよび第2のイメージの各々からの各線は、該表示面の外で該平面と交差する、請求項13に記載のアダプタ。
- 曲がった照射光路を形成するためのリフレクタを備える、請求項1に記載のアダプタ。
- 曲がった投射光路を形成するリフレクタを備える、請求項1に記載のアダプタ。
- 曲がった照射光路を形成する第1のリフレクタと、曲がった投射光路を形成する第2のリフレクタとを備え、前記第1のイメージおよび第2のイメージは、実質的に該第1のリフレクタおよび第2のリフレクタにおいてそれぞれ形成される、請求項13に記載のアダプタ。
- 前記第1のリフレクタおよび第2のリフレクタは、反射プリズムの面を備える、請求項17に記載のアダプタ。
- 前記投射部は投射光学素子を備える、請求項1に記載のアダプタ。
- 前記投射光学素子への入力アパーチャを規定する絞りを備える、請求項19に記載のアダプタ。
- 前記照射部は集光光学素子を備える、請求項1に記載のアダプタ。
- 前記照射部は光源を備える、請求項1に記載のアダプタ。
- 前記光源は、複数の異なる色の発光素子を備える、請求項22に記載のアダプタ。
- 前記異なる色の発光素子は時系列的に動作するように構成される、請求項23に記載のアダプタ。
- 前記投射部は偏光子を備える、請求項1に記載のアダプタ。
- 前記支持構成によって支持される投射スクリーンを備える、請求項1に記載のアダプタ。
- 前記前部素子は、互いに横方向にオフセットされた複数のサブ素子を備える、請求項3に記載のアダプタ。
- 曲がった投射光路を形成するリフレクタを備え、該リフレクタは複数の非平行反射面を備える、請求項27に記載のアダプタ。
- 直視型反射ディスプレイおよび直視型半透過ディスプレイのうちの1つと、投影アダプタであって、該投影アダプタとは物理的に異なる該ディスプレイと連係し、該ディスプレイによって表示されるイメージの投射拡大イメージを形成する投影アダプタとの組み合わせであって、該アダプタは、照射部と、投射部と、該照射部、および該投射部を支持する支持構成とを備える、組み合わせ。
- 前記ディスプレイは通信デバイスの一部分である、請求項29に記載の組み合わせ。
- 前記デバイスはモバイルセルラー電話である、請求項30に記載の組み合わせ。
- 前記ディスプレイは情報携帯端末の一部分である、請求項29に記載の組み合わせ。
- 前記ディスプレイはパーソナルゲームコンソールの一部分である、請求項29に記載の組み合わせ。
- 前記ディスプレイは車載ディスプレイの少なくとも一部分である、請求項29に記載の組み合わせ。
- 前記ディスプレイは液晶ディスプレイである、請求項29に記載の組み合わせ。
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-
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-
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- 2004-10-19 JP JP2004304945A patent/JP2005165279A/ja not_active Withdrawn
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