JP2008541150A - Lcdパネルを用いる表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
について有利であることが分かった。更に、より薄い層及びより速い応答時間を可能にする新しいLC材料が開発されてきている。このことはまた、改善された解像度及び増加した速度を有する直視型LCDパネルをもたらす役割を果たしている。それ故、改善された分解能を有し、カラーであって、より大きく、高速であるLCDパネルが、フルモーション画像化のために成功裏に利用されることが求められている。
a)照明部であって、
i)第1照明ビームを供給する第1光源と、
ii)第2照明ビームを供給する第2光源と、
iii)第3照明ビームを供給する第3光源と、
を有する照明部;並びに
b)第1、第2及び第3成分波長変調部であって、各々の成分波長変調部は、対応する第1、第2又は第3波長照明を受け入れ、第1、第2又は第3変調成分波長ビームのそれぞれを供給するように対応する波長照明を変調し、各々の成分波長変調部は、
i)少なくとも第1部分、第2部分及び第3部分にセグメント化されていて、各々の部分が各々の他の部分と空間的に離れている、単色透過性液晶変調パネル部分と、
ii)対応する単色透過性液晶変調パネル部分に対して実質的に偏光された光を方向付けるための成分波長照明の経路における成分波長偏光子と、
iii)成分波長偏光子から対応する単色透過性液晶変調パネル部分を介して入射照明をフォーカシングするための照明経路フレネルレンズと、
iv)変調成分波長ビームの偏光を調整するための分析器と、
v)表示面への投影のために画像を生成するためのレンズと、
を有する、第1、第2及び第3成分波長変調部;
を有する、投影装置であり、
表示面において生成される画像は、複数の重ね合わされた成分波長ビームを有する、投影装置を提供することである。
図5を参照するに、照明部68の偏光光供給装置110における複数波長偏光子74の例示としての構成要素を詳細に示している。この実施形態においては、偏光子96は、p偏光を有する光を透過し、s偏光を有する光を反射する。ミラー98又は反射性の偏光感応性コーティングは、その場合、2分の1波長板94を介してs偏光を有する光を方向付ける。2分の1波長板94はこの入射光をp偏光に変換する。このように、レンズ34において偏光された照明ビーム66は同じ偏光状態を有する。それ故、光源20からの光出力の実質的に全てが、変調について同じ偏光状態を有する光に変換される。この方法は、より広い範囲における光を供給し、より大きい透過性LCパネルと共に用いられる。ラグランジェ不変量により制限される、従来のLCOS LCD投影システムは、この種類の光出力の恩恵を十分に受けることができない。
従来のTFT LC投影装置に対する顕著な改善は、光源20からの均一な照明を与えるための均一光学系22を用いることである。均一光学系22は、変調について均一な輝度の照明ビームを供給するように光源20からの出力を調整する。一実施形態においては、一体化バー(integrating bar)が均一化光学系を備えている。代替の実施形態においては、レンズレットアレイ又はレンズレットのある組み合わせ及び他の一体化された構成要素を使用する。
図2に示すように、均一化光学系22から出力される均一化偏光ビーム76は、次に、色分離器78に進む。図6は、色分離器78の構成要素を詳細に示している。交差しているダイクロイック面90a、90bの配置が、赤色、緑色及び青色成分波長ビーム54r、54g及び54bそれぞれのような変調についての主要赤色、緑色及び青色成分波長に均一な偏光ビーム76の多波長光を分離するように用いられる。回動ミラー92は、図6の実施形態における赤色及び青色成分波長ビーム54r及び54bを再方向付けする。代替の実施形態においては、大きい色域を可能にするように4つ以上の色帯域に分離されるように、ダイクロイック分離構成要素を用いる。
本発明の一特徴は、図6の平面図に示すように、単色液晶変調パネル60のセグメント化に関するものである。それぞれの赤色、緑色及び青色照明部分44r、44g及び44b(図2)における赤色、緑色及び青色成分色は、赤色成分変調部80r、緑色成分変調部80g及び青色成分変調部80bのそれぞれにより変調される。LC変調パネル60が2048x3240の画素解像度を有する一実施形態においては、各々の成分色変調部80r、80g及び80bは2048x1080の画素解像度を有する。代替のより高い解像度のパネルは、ディジタルシネマのようなアプリケーションのために有利である。
図2に示すように、照明経路44r、44g及び44bにおいてフレネルレンズ52r、52g及び52bを使用することは、対応する投影レンズ62r、62g及び62bの入射瞳の方に光を方向付けるために特に有利である。照明経路44r、44g及び44b内にフレネルレンズ52r、52g及び52bを位置付けることにより、結像収差は最小化される。フレネルレンズは、典型的には型に入れて作られ、レンズが画像変調光と共に用いられる場合に特に視認可能である不均一性を示す可能性がある。
図7は、投影レンズ62r、62g、62bの自動アライメントのために配置された制御ループ100を示している。電子カメラのようなセンサ104は、表示面70における画像の一部であることが可能である又は画像64から分離されていることが可能であるターゲット106からの光を検知する。ターゲット106は、表示面70に投影された変調成分カラー画像の適切な重ね合わせを示すように工夫されている。同一出願人による米国特許第6,793,351号明細書(Nelson等による)において開示されている複数の方法のような方法が、制御論理処理器108において適切な重ね合わせを検出するように及びセンサ104により検出された色の間の何れかのオフセットに対応するように用いられることが可能である。投影レンズ62r、62g、62bの調整は、複数の方法の組み合わせを用いて達成されることが可能である。完全画素の群におけるアライメントは、米国特許第5,729,245号明細書(Gove等による)において開示されている方法と類似する方法を用いて、対応する赤色、緑色又は青色成分変調部80r、80g及び80bの位置を移動させることにより電子的に達成されることが可能である。ステッピングモータ又は圧電アクチュエータのような対応するアクチュエータ102r、102g及び102bが、投影レンズ62r、62g及び62b自体を移動させることにより、フル画素か又は画素の部分増のどちらかのアライメント調整の微調整に対して有効であるように用いられることが可能である。一実施形態においては、それら2つの方法の組み合わせが用いられ、先ず、赤色、緑色又は青色成分変調部80r、80g及び80bの1つ又はそれ以上の相対的位置を移動させることによってアライメントを試み、必要に応じて、境界部分82r、82g及び82bにおける画素を用いる。このような赤色、緑色又は青色成分変調部80r、80g及び80bの移動に続いて、必要に応じて、アクチュエータ102r、102g及び102bを駆動することにより微調整が実行される。
図2、4、7及び10に示す実施形態は、赤色、緑色及び青色成分色の従来の集合を用いる投影装置50について示している。改善された色域を備えるように、付加的色を用いることを有する他の構成が可能である。又は、カラー画像64を生成するように、他の構成色を用いることが可能である。4つの色を用いる代替の実施形態においては、各々のLC変調パネル60は、2つの構成色変調部を有するように構成される、2つのLC変調パネル60が用いられることが可能である。
Claims (33)
- 照明部であって、
第1照明ビームを供給する第1光源と、
第2照明ビームを供給する第2光源と、
第3照明ビームを供給する第3光源と、
を有する照明部;並びに
第1、第2及び第3成分波長変調部であって、各々の成分波長変調部は、対応する第1、第2又は第3波長照明を受け入れ、第1、第2又は第3変調成分波長ビームのそれぞれを供給するように前記の対応する波長照明を変調し、各々の成分波長変調部は、
少なくとも第1部分、第2部分及び第3部分にセグメント化されていて、各々の部分が各々の他の部分と空間的に離れている、単色透過性液晶変調パネル部分と、
対応する前記単色透過性液晶変調パネル部分に対して実質的に偏光された光を方向付けるための前記成分波長照明の経路における成分波長偏光子と、
前記成分波長偏光子から前記対応する単色透過性液晶変調パネル部分を介して入射照明をフォーカシングするための照明経路フレネルレンズと、
前記変調成分波長ビームの偏光を調整するための分析器と、
表示面への投影のために画像を生成するためのレンズと、
を有する、第1、第2及び第3成分波長変調部;
を有する、投影装置であって、
前記表示面において生成される画像は、複数の重ね合わされた成分波長ビームを有する;
投影装置。 - 請求項1に記載の投影装置であって、前記光源はレーザである、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、前記光源は発光ダイオード(LED)である、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、前記透過性液晶変調器は薄膜トランジスタを有する、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、少なくとも1つの成分波長偏光子は前記単色透過性液晶変調パネルから間隔を置いている、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、少なくとも1つの分析器はワイヤグリッド偏光装置である、投影装置。
- 請求項6に記載の投影装置であって、前記薄膜トランジスタは有機薄膜トランジスタである、投影装置。
- 請求項6に記載の投影装置であって、前記薄膜トランジスタはカーボンナノチューブを有する、投影装置。
- 請求項6に記載の投影装置であって、前記ワイヤグリッド偏光装置のワイヤ面側は前記液晶変調パネルの方に向いている、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、少なくとも1つの成分波長偏光子はワイヤグリッド偏光装置である、投影装置。
- 請求項10に記載の投影装置であって、前記ワイヤグリッド偏光装置のワイヤ面側は前記液晶変調パネルの方に向いている、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、少なくとも1つの照明経路フレネルレンズは前記単色透過性液晶変調パネルから間隔を置いている、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって:
前記複数の重ね合わされた成分波長ビーム間のオフセットを検出するためのセンサ;及び
前記オフセットを補償するように前記単色透過性液晶変調パネルにおける第1又は第2部分の少なくとも一の位置を移動するための画像化制御処理器;
を更に有する、投影装置。 - 請求項1に記載の投影装置であって:
前記複数の重ね合わされた成分波長ビーム間のオフセットを検出するためのセンサ;及び
前記オフセットを補償するようにレンズ位置を調整するために少なくとも1つの投影レンズに結合されているアクチュエータ;
を更に有する、投影装置。 - 請求項1に記載の投影装置であって、前記成分波長変調部の少なくとも1つは、変調ビームフレネルレンズを更に有する、投影装置。
- 請求項15に記載の投影装置であって、前記変調ビームフレネルレンズはガラスである、投影装置。
- 請求項15に記載の投影装置であって、前記変調ビームフレネルレンズは交差する円筒形フレネルレンズを有する、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、前記変調ビームフレネルレンズを更に有し、前記変調ビームフレネルレンズは交差する円筒形フレネルレンズを有する、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、前記変調ビームフレネルレンズの少なくとも1つはガラスである、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、少なくとも1つの成分波長変調部における前記分析器はワイヤグリッド偏光ビームスプリッタを有する、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、前記照明部はシャッタを更に有する、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、補償器を更に有する、投影装置。
- 請求項22に記載の投影装置であって、前記補償器は、前記変調パネルと前記少なくとも1つの成分波長偏光子との間に置かれている、投影装置。
- 請求項22に記載の投影装置であって、前記補償器は膜に基づく構成要素である、投影装置。
- 請求項22に記載の投影装置であって、前記補償器は複数誘電体薄膜積層物に基づく構成要素である、投影装置。
- 請求項22に記載の投影装置であって、前記補償器は第1成分波長の照明の経路内にある、投影装置。
- 請求項22に記載の投影装置であって、前記補償器は変調成分波長ビームの経路内にある、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、前記分析器は前記液晶変調パネルから距離を置いている、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、少なくとも1つの分析器は反射性偏光ビームスプリッタである、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、前記照明経路フレネルレンズはガラスである、投影装置。
- 請求項22に記載の投影装置であって、前記補償器は形成された複屈折構造を有する、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、前記第1、第2及び第3成分波長変調部は投影レンズによる投影のための中間画像を生成する、投影装置。
- 請求項1に記載の投影装置であって、前記単色透過性液晶変調パネルは、第1面における第1反射防止コーティング及び第2面における第2反射防止コーティングを有する、投影装置。
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