JP3594556B2 - 投影システム - Google Patents
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Description
【０００１】
［背景］
本発明は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）投影システム（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）といった投影システムのイメージを位置合わせする技術に関する。
【０００２】
図１を参照して説明すると、反射性液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）投影システム５は一般に、スクリーン１０上に投影されるそれぞれの原色に対するＬＣＤディスプレイパネル（例えばＬＣＤディスプレイパネル２２、２４と２６）を含む。この方法では、赤緑青（ＲＧＢ）のカラー空間に対して、投影システム５は赤色帯域に関連するＬＣＤディスプレイパネル２２と、緑色帯域に関連するＬＣＤディスプレイパネル２４と、青色帯域に関連するＬＣＤディスプレイパネル２６を備える。ＬＣＤパネル２２、２４と２６はそれぞれ、光源３０からの光を変調して、赤、緑及び青のイメージを形成し、それらのイメージは一緒に加わってスクリーン１０上に合成カラーイメージを形成する。これを実現するために、それぞれのＬＣＤディスプレイパネル２２、２４または２６は、形成されるべきそれに対応する変調された光線イメージを示す電気信号を受信する。
【０００３】
特に、投影システム５は十分に平行になった（光源３０によって提供された）白色光線１１を、その白色光線１１を赤１３、青１７、そして緑２１の光線に分離する光学的要素に向ける光線分離器１４を備えてよい。この方法では、白色光線１１は、赤色光線１３をＬＣＤパネル２２に向けて反射する赤の二色性ミラー（ｒｅｄ ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｍｉｒｒｏｒ）１８に向けられてよい。次にＬＣＤパネル２２は赤色光線１３を変調する。青色光線１７は赤の二色性ミラー１８を通過して青の二色性ミラー２０に至る。青の二色性ミラー２０はＬＣＤディスプレイパネル２６に向けて青色光線１７を反射して、ＬＣＤディスプレイパネル２６は青色光線を変調する。緑色光線２１は赤及び青の二色性ミラー１８及び２０を通過してＬＣＤディスプレイパネル２４に至り、ＬＣＤディスプレイパネル２４によって変調される。
【０００４】
反射性ＬＣＤディスプレイパネルに関して言うと、それぞれのＬＣＤディスプレイパネル２２、２６と２４は入射光線を変調して、そして変調された光線１５、１９と２３をそれぞれ反射し、その結果、変調された光線１５，１９と２３は上記経路に沿って光線分離器１４に送り返される。次に光線分離器１４は、変調された信号１５，１９と２３をレンズ１２といった投影光学的要素を経由するように方向付けて、理想的にオーバラップしてスクリーン１０上に合成イメージを形成する変調されたイメージを形成する。
【０００５】
しかしながら、スクリーン１０上に正しい合成イメージを形成する目的のために、変調された光線イメージの対応するピクセルはお互いに一致する必要があることがある。例えば、場所（０，０）における合成イメージのピクセルは、変調された赤色光線イメージの場所（０，０）におけるピクセルと、変調された緑色光線イメージの場所（０，０）におけるピクセルと、変調された青色光線イメージの場所（０，０）におけるピクセルとの重ね合わせであってよい。このように一致しないと、場所（０，０）におけるピクセルの色は正しくないことがあるか、あるいはその色はピクセル上で変化することがある。
【０００６】
投影システム５の製造時に、ＬＣＤディスプレイパネル２２、２４と２６は一般に、変調された光線イメージのピクセルを位置合わせするために十分に正確に取り付けられる。これを実現する一つの方法は、ＬＣＤディスプレイパネル２２、２４と２６の正しいポジションに近づけて、その後にＬＣＤディスプレイパネル２２、２４と２６を使用して白色の長方形の合成イメージをスクリーン１０上に形成することを試みることである。もしＬＣＤパネル２２、２４と２６が適切に位置合わせされていなければ、図２のように、赤４２、緑４４及び／または青４６のカラー境界が白色イメージ４０の周囲に沿って検出されるかもしれない。しかしながら、ＬＣＤパネル２２、２４と２６が適切に位置合わせされていれば、カラー境界４２、４４と４６は現れることはなく、図３のように、大きな白色イメージ４０がスクリーン１０上に現れる。
【０００７】
不幸にも、ＬＣＤディスプレイパネル２２、２４と２６を位置合わせするために使用される従来の技術は、投影システム５の製造にかなりの時間を消費することがある。さらに、老化及び熱的ドリフトといった要因によって、ＬＣＤディスプレイパネル２２，２４と２６が投影システム５の寿命の間に位置合わせされた状態から外れてしまうことがある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、上に述べられた問題の一つ以上の問題を解決し得る投影システムを提供することにある。
【０００９】
［概要］
上記課題を解決し得る本発明が提供する投影システムは、ディスプレイパネルと、光学的要素と、調整装置とを含む。それぞれのディスプレイパネルは異なる光線を変調して関連する変調された光線を形成するように構成される。また光学的要素はそれぞれの変調された光線の関連するイメージを形成して、調整装置はディスプレイパネルの一パネルを位置決めしてイメージの集束（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）を調整するように構成される。
【００１０】
本発明は上記課題を解決し得る方法も提供する。この方法は、ディスプレイパネルで光線を変調して、変調された光線を形成することを含む。変調された光線は光学的に向き付けられてイメージを形成する。前記変調は、オーバラップしないイメージの部分を少なくとも部分的に減少させるように調節される。
【００１１】
［詳細な説明］
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図４を参照して説明すると、本発明の一実施の形態５０はアクチュエータ（ａｃｔｕａｔｏｒｓ）６２を備える。アクチュエータ６２は、ディスプレイパネル６０（例えばディスプレパネル６０ａ、６０ｂと６０ｃ）によって形成される変調されたイメージの集束を調整するためにディスプレイパネル６０の位置を較正するために使用できる。これを実現するために、実施の形態によっては、アクチュエータ６２は圧電性アクチュエータでよい。以下に説明されるように、電圧がアクチュエータ６２に印加されて選択的にアクチュエータ６０を膨張または収縮させてディスプレイパネル６０を位置付けることができる。一例として、実施の形態によっては、投影システム５０は反射性液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）投影システムであってよく、ディスプレイパネル６０はＬＣＤディスプレイパネルであってよい。
【００１３】
特に、図５は２つの変調された光線イメージ６３と６５を示しており、それぞれの光線は、特定の色帯域の入射光線を変調する異なったディスプレイパネル６０によって形成される。光線イメージ６３のそれぞれのピクセル６７は光線イメージ６５の対応するピクセル６７から約１／２ピクセルほど離れて位置している。すなわち、光線イメージ６３と光線イメージ６５は「１／２ピクセル」ほど位置合わせされた状態からはずれている。このように、イメージ６５の場所（０，０）におけるピクセル６７はイメージ６３の場所（０，０）におけるピクセル６７から約１／２ほど離れている。２つの光線イメージ６３と６５が集束するために、アクチュエータ６２（図５参照）は、光線イメージ６３を生成したディスプレイパネル６０を位置付け直す、あるいは光線イメージ６５を生成したディスプレイパネル６０を位置付け直す、あるいは両方のディスプレイパネル６０を位置付け直すために使用されてよい。図示されているように、光線イメージ６３のピクセル６７の横列（と縦列）は光線イメージ６５のピクセルの横列（と縦列）に平行である。したがって、一つ以上のディスプレイパネル６０の並進移動（以下説明されるように回転移動ではなく）が光線イメージ６３と６５が集束するために使用されてよい。
【００１４】
実施の形態によっては、アクチュエータ６２は、ピクセルの境界を揃えるためにディスプレイパネルを位置付け直す目的で、今後、細かい調整あるいは局所的な調整と呼ばれる、最大約一個のピクセルの最大位置合わせを実行するために使用されてよい。しかしながら、較正の前に、一部の変調された光線イメージが図６に示されているようにさらに離れて位置することがある。例えば、変調された光線イメージ７１の場所（０，０）におけるピクセル６７は変調された光線イメージ６９の場所（０，０）におけるピクセルから数ピクセル離れていることがある。この場合には、実施の形態によっては、アクチュエータ６２は、光線イメージ６９と７１のピクセル（それらの場所は関係ない）が局所的に（大域的にではなく）位置合わせされるように、局所的に光線イメージ６９と７１を位置合わせするために使用されてよい。例えば、この局所的位置合わせでは、光線イメージ６９の場所（３，３）におけるピクセル６７は光線イメージ７１の場所（０，０）におけるピクセルに位置合わせされることができる。つまり、ピクセルの境界が位置合わせされる。
【００１５】
同じく図７を参照して説明すると、一部の実施の形態では、以下説明されるように，粗い位置合わせあるいは大域的位置合わせが、一つ以上のディスプレイパネル６０のピクセルをマップし直すことによって実行されてよい。このマップし直しによって、光線イメージ７１の場所（０，０）におけるピクセルを、例えば光線イメージ６９を形成するディスプレイパネルのピクセルの場所をマップし直すことによって、位置合わせすることができる。これが実現されるために、光線イメージ６９を形成するディスプレイ６０の余分なピクセル（「ピクセルセル」あるいは「ピクセル要素」とも呼ばれる）が使用されてよい。一例として、１０２４個の横ピクセル×７６８個の縦ピクセル（すなわち、１０２４×７６８ディスプレイ）といった望ましい解像度に対して、ディスプレイパネル６０は１０３４個の横ピクセル×７７８個の縦ピクセルを有する。ずなわち、縦横両方向に１０個の余分なピクセルを有する。この方法では、ピクセルのブロック７５がアクティブにでき、したがって、変調された光線イメージを形成するために使用できる。残りのピクセル７７は、大域的な不整合を正すためのマッピング機能の適用によって、アクティブになっていなくてよいか、あるいは、永久にターンオフされてよい。これを実現するために、ディスプレイパネル６０上のピクセルのマッピングはアクティブなピクセルのブロック７５を水平方向と垂直方向の両方向にしかるべくシフトさせて調整される。
【００１６】
したがって、図６において、光線イメージ６９を生成したディスプレイ６０のピクセルは、光線イメージ７１と大域的に集束しない光線イメージ６９のピクセル６７を形成するディスプレイのピクセルがターンオフされるように、マップし直されてよい。そのために、光線イメージ６９を形成するディスプレイパネル６０のピクセルは、光線イメージ６９と７１を大域的に位置合わせするために、ディスプレイパネル６０のアクティブなピクセルのブロックを、４つの横列だけ下へ、かつ３つの縦列だけ右へ、効果的にシフトさせるようにしてマップし直されてよい。
【００１７】
図４に戻って説明すると、実施の形態によっては、投影システム５０は、以下に説明されるように、光源６３からの白色光（赤、緑及び青の光線から形成された）の入射光線をディスプレイパネル６０に向けるプリズム５２（例えばプリズム５２ａ，５２ｂ，５２ｃと５２ｄ）を備えてよい。特に、プリズム５２ａは、入射する光に直交するプリズム表面５２ａａにおいて入射する白色光線を受け取って、その光線をプリズム表面５２ａａに対して傾いたプリズム表面５２ａｂに向ける。赤の二色性ミラー５４ａの反射面はプリズム表面５２ａｂまたはプリズム表面５２ｃａに、以下詳細に説明されるようにディスプレイパネル６０ｂと６０ｃを位置付ける際に助けになる透明なエラストマー接着剤層５６ａによって取り付けられてよい。
【００１８】
赤の二色性ミラー５４ａは、赤色光線がプリズム５２ａの別のプリズム表面５２ａｃに存在してプリズム５２ｂのプリズム表面５２ｂａに入射するように、入射する白色光線から赤色光線を反射して赤色光線を分離する。プリズム表面５２ａｃと５２ｂａは、、以下詳細に説明されるように、ディスプレイパネル６０ａを位置付ける際の助けになる透明なエラストマー接着剤層５６ｃを使って一緒に取り付けられてよい。次にプリズム５２ｂは、赤色光線を、プリズム５２ｂのプリズム表面５２ｂａに対して傾いている別のプリズム表面５２ｂｂに取り付けられたディスプレイパネル６０ａの入射面に向ける。ディスプレイパネル６０ａは入射する赤色光線を変調して、その変調された赤色光線は入射した赤色光線が進んだ経路と同様な経路に沿って進む。しかしながら、光源６３に向けられる代わりに、光線分離器５５は変調された赤色光線を、スクリーン５９上に変調された赤色光線のイメージを形成する投影光学的要素５７（例えばレンズ）を経由するように向き付ける。
【００１９】
残りの青及び緑の光線（元々の入射白色光線からの）は赤の二色性ミラー５４ａを通過する。二色性ミラー５４ａの反対側の面はプリズム５２ｃのプリズム表面５２ｃａに取り付けられており、青色光線と緑色光線は赤の二色性ミラー５４ａを通過して、プリズム５２ｃのプリズム表面５２ｃａを通過して、そしてプリズム表面５２ｃａと鋭角を成す（プリズム５２ｃの）プリズム表面５２ｃｂを通過するように構成されている。青の二色性ミラー５４ｂの反射面はプリズム表面５２ｃｂまたはプリズム表面５２ｄａに取り付けられている。その結果として、青の二色性ミラー５４ｂは青色光線をプリズム５２ｃ内に反射し返して、それによって青色光線はプリズム５２ｃの別のプリズム表面５２ｃｃを出る。ディスプレイパネル６０ｂの入射面はプリズム表面５２ｃｃに取り付けられており、入射する青色光線を変調する。次に変調された青色光線は入射した青色光線がたどった経路と同様な経路をたどる。光線分離器５５は変調された青色光線を投影光学的要素５７を通過するように方向付けて、スクリーン５９上に変調された青色光線のイメージを形成させる。
【００２０】
緑色光線は青の二色性ミラー５４ｂを通過して、透明なエラストマー接着剤層５６ｂを使って青の二色性ミラー５４ｂのもう一方の面に取り付けられてよいプリズム表面５２ｄａを通過してプリズム５２ｄに入射する。次に接着剤層５６ｂによって与えられた弾力性は、以下にさらに説明されるように、ディスプレイパネル６０ｃを位置付ける際に助けになる。緑色入射光線は、プリズム５２ｄの別のプリズム表面５２ｄｂを出て、プリズム表面５２ｄｂに取り付けられたディスプレイパネル６０ｃの入射面に当たる。ディスプレイパネル６０ｃは入射する緑色光線を変調して、入射した緑色光線がたどった経路と同様な経路に沿ってその変調された緑色光線を反射する。光線分離器５５は変調された緑色光線を投影光学的要素５７を通過するように方向付けて、スクリーン５９上に変調された緑色光線のイメージを形成させる。３つの変調された光線イメージはスクリーン５９上にカラーの合成イメージを形成する。
【００２１】
一つ以上のディスプレイパネル６０の位置を調整する目的のためには、以下詳細に説明されるように、プリズム５２ｂ、５２ｃと５２ｄは、プリズム５２に取り付けられたディスプレイパネル６０を位置付け直すためにアクチュエータ６２によって移動させられてよい。一部の実施の形態では、これを実現するために、プリズム５２ａは投影システム５０の胴体（ｃｈａｓｓｉｓ）（図示されていない）にしっかりと取り付けられてよく、他のプリズム５２ｂ、５２ｃと５２ｄは、以下さらに詳細に説明されるように、プリズム５２ａに対して移動することができる。特に、アクチュエータ６２ａはプリズム表面５２ａｃと５２ｂａの間に取り付けられ、かつそれらと接触してもよい。一部の実施の形態では、アクチュエータ６２ａは、プリズム表面５２ａｃと５２ｂａの端部（エッジ）近くに取り付けられてもよい。プリズム５２ａは投影システム５０の胴体に固定されてよいし、接着層５６ｃはプリズム５２ａとプリズム５２ｂとの間に弾力性を与えるので、アクチュエータ６２ａの膨張または収縮によって図面平面内においてディスプレイパネル６０ａは回転することができる。この回転によってイメージは並進移動することができる。一部の実施の形態では、これらの移動は、例えば圧電性アクチュエータ６２ａに印可される電圧を調整することによって、スクリーン５９上において変調された赤色光線イメージを局所的に調整するようにして制御されてよい。
【００２２】
他のアクチュエータ６２が同様な方法でその他のディスプレイパネル６０の並進及び回転を引き起こすために使用されてよい。例えば、アクチュエータ６２ｂはプリズム表面５２ａｂと５２ｃａの間に置かれて、それらと接触してよい。この方法では、アクチュエータ６２ｂが膨張および収縮することよってディスプレイパネル６０ｂが回転し、そのためにディスプレイパネル６０ｂのイメージの並進移動が生じて、したがって、変調された青及び緑の光線イメージの両方を移動させるために使用されてよい。
【００２３】
アクチュエータ６２ｂによるプリズム５２ｃの移動によってプリズム５２ｄの移動も引き起こされることができ、したがって、ディスプレイパネル６０ｃの移動が引き起こされることができる。しかしながら、ディスプレイパネル６０ｃの位置は、プリズム表面５２ｃｂと５２ｄａの間に置かれ、それらと接触してよいアクチュエータ６０ｃによって調整されてよい。この方法では、アクチュエータ６２ｃの膨張または収縮によってディスプレイパネル６０ｃの位置が調整され、したがって、変調された緑色光線イメージを変調された赤色光線イメージと青色光線イメージと揃えるために使用されてよい。
【００２４】
他の配置構成も可能である。例えば、他の実施の形態において、アクチュエータ６２（図示されていない）が、例えば、図面平面に垂直な平面についての特定のディスプレイパネル６０の回転を起こすために使用されてよい。
【００２５】
他の実施の形態では、アクチュエータ６２は異なった配置構成がされてよい。例えば、図８を参照して説明すると、それぞれのプリズム５２に対する別の配置構成７２では、透明なエラストマー接着層５６が、関連するディスプレイパネル６０をプリズム５２のプリズム表面５３に取り付けてよい。この方法では、アクチュエータ６２はディスプレイパネル６０とプリズム表面５３の間に取り付けられてよい。入射光線を受け取る反対のプリズム表面５５において、プリズム５２は、プリズム５２をその他のプリズムの一つとまたは二色性ミラー５４と結合させる別のアクチュエータ６２に堅く固定されてよい。
【００２６】
投影システム５０の他の特徴として、投影システム５０は光源６３からの光線を平行にする（コリメートする）ための放物面ミラー６５を備えてよい。光源６３は、例えば、アーク灯でよい。投影システム５０は、白色光線を光線分離器５５に向けるための集光レンズ６１も備えてよい。次に光線分離器５５は、白色光線を、その白色光線がプリズム表面５２ａａに当たる前にその白色光線を偏光させる偏光器４９に向けてよい。
【００２７】
投影システム５０は本発明を実現できる可能な投影システムのいずれかであってよく、本発明はここに説明された投影システム５０に限定されることは意図されていない。むしろ、本発明は請求の範囲の請求項によって特定される。
【００２８】
図９を参照して説明すると、それぞれのプリズム５２の別の配置構成７４では、ディスプレイパネル６０はプリズム５２のプリズム表面５３に接着層５６を使って取り付けられてよい。アクチュエータ６２は、直角フランジ（ｒｉｇｈｔ ａｎｇｌｅ ｆｌａｎｇｅ）７６の一面とディスプレイパネル６０の一端との間に取り付けられ、それらに接触してよい。直角フランジ７６のもう一方の面はプリズム表面５３に取り付けられてよい。この方法では、もしアクチュエータ６２がディスプレイパネルの端に沿って十分にディスプレイパネルと接触すれば、アクチュエータ６２の膨張と収縮がディスプレイパネル６０全体に作用して、したがって、直線経路に沿ってディスプレイパネル６０を移動させることができる。結果として、配置構成７４は、ディスプレイパネル６０によって形成された変調された光線イメージの回転移動ではなく並進移動を作り出すために使用できる。一部の実施の形態では、構成７４は、ディスプレイパネル６０の２次元的な並進移動を可能にするために第２の直交方向にディスプレイパネル６０を移動させるように構成された、別のフランジ７６（図示されていない）と別のアクチュエータ６２（図示されていない）を備えてよい。しかしながら、他の実施の形態では、アクチュエータ６２は一つのコーナ（かど）においてディスプレイパネル６０と接触してよい。結果として、エラストマー接着層５６の弾力性によってディスプレイ６０が並進移動ではなく回転移動する。この効果は角度エラーを取り除くことに役立つことがある。
【００２９】
図１０を参照して説明すると、他の実施の形態では、接着層５６の代わりに取り付けスプリング８０がディスプレイパネル６０をプリズム表面５３に取り付けることができるということ以外は上で説明された配置構成７４（とその変形）に類似する配置構成７８が使用されてよい。特に、ディスプレイパネル６０は、スプリング８０の力による摩擦によってプリズム表面５３に取り付けられてよい。スプリング８０はプリズム表面５３に向けられた（ディスプレイパネル６０上の）下向きの力を与える。しかしながら、スプリング８０はディスプレイパネル６０がアクチュエータ６２の膨張または収縮に応じて移動できるほど十分に弾力性がある。
【００３０】
変調された光線イメージの位置合わせに対する上記解決法はピクセルの並進及び回転の両方を扱う。しかしながら、変調された光線イメージの回転的位置合わせは以下説明されるような他の方法によって実現されてよい。
【００３１】
一般に、二つの変調された光線イメージ１００と１０２の間の回転的不整合の効果は図１１に示されているように非常に目立つことがある。示されているように、光線イメージ１００と１０２はそれぞれ、ディスプレイパネル６０の特徴から、ピクセルの隣接する横列と縦列との間に暗ラインを有することがある。そのために、二つの光線イメージ１００と１０２はお互いに対して相対的に回転させられると、合成イメージのある決まった部分が部分的に透明になることがある。というのは、これらの部分では暗ラインがほぼお互いに一致するからである。合成イメージの他の部分では、暗ラインが一緒に接近するので、そうした部分ではほぼ不透明になることがある。図１１に示されているように、光線イメージ１００と１０２は並進的に不整合であるし、その上回転的にも１°だけ不整合であるけれども、回転的不整合は知覚的に最も明白かもしれない。
【００３２】
変調された光線イメージを回転的に位置合わせする方法はいくつか存在する。例えば、ディスプレイパネル６０は、投影システム５０の組立の間にプリズム５２の表面にしっかり取り付けられてよい。取り付けの間、結果として生じる変調された光線イメージが観測されて光線が集束するよう物理的に正しくディスプレイパネル６０を位置付けることができるように、テストパタンの表示がディスプレイパネル６０を調整するために使用されてよい。
【００３３】
代わりに、実施の形態によっては、図１２に示された配置構成９０が、それぞれのディスプレイパネル６０を回転させるため使用されてよい。特に、ディスプレイパネル６０はオープンフレーム１０３にしっかり取り付けられてよい。オープンフレーム１０３は、透明なエラストマー接着層５６を使ってプリズム５２のプリズム表面５３に取り付けられる。パール（ｐａｗｌ）９６はパールピボット（ｐａｗｌ ｐｉｖｏｔ）９８によってプリズム表面５３に（ピボット９８を使って）旋回可能に取り付けられてよい。パール９６の一端１０２はフレーム１０３に固定されてよく、パール９６のもう一方の端は調整ネジ９２の端に接触してよい。調整ネジ９２は、プリズム表面５３に取り付けられたねじ込み部品（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔ）９４を貫通して延びる。この方法では、ネジ９２が回されると、パール９６が回転して、望ましい位置までディスプレイパネル６０（と関連する光線イメージ）が選択的に回転される。
【００３４】
他の実施の形態では、ネジ９２は、例えば圧電性アクチュエータといったアクチュエータに置き換えられてよい。これらの実施の形態において、ピボット９８はアクチュエータ６０近くに配置されよく、位置合わせ目的にとって最大移動範囲が実現される。他の実施の形態では、ネジ９２はモータ（例えば永久磁石ＤＣモータ）によって駆動されるか、あるいはリニアアクチュエータのシャフトに置き換えられてよい。
【００３５】
図１４を参照して説明すると、投影システム５０は、２，３例として、コンピュータシステムの一部、単独形プロジェクタの一部、テレビジョンの一部等を含む電気システム（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）２００を備えてよい。特に、電気システム２００は、ＶＥＳＡケーブル２０１からアナログ信号を受信するためのＶＥＳＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）インタフェース２０２を含んでよい。ＶＥＳＡ規格は、インタネット上のｗｗｗ．ｖｅｓａ．ｏｒｇｓｔａｎｄａｒｄｓ．ｈｔｍｌから入手可能なコンピュータディスプレイタイミング仕様書第１版改訂版０．８（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｔｉｍｉｎｇ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ， ｖ．１ ， ｒｅｖ． ０．８）に詳しく説明されている。ケーブル２０１からのアナログ信号は、ディスプレイ５９上に形成されるイメージを示し、そして、例えばコンピュータのグラフィックスカードによって生成されてよい。アナログ信号はアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０４によってデジタル信号に変換され、デジタル信号はフレームバッファ２０６に記憶される。タイミング生成器２１２はフレームバッファ２０６に接続され、イメージがスクリーン５９上に形成される際のフレーム速度（ｆｒａｍｅ ｒａｔｅ）を調節できる。プロセッサ２２０（例として一つ以上のマイクロコントローラ）はバス２０８によってフレームバッファ２０６に接続されてよい。
【００３６】
プロセッサ２２０はフレームバッファ２０６に記憶されたデータを処理して、例えば、グラフィックスカードによって使用される座標空間をディスプレイパネル６０によって使用される座標空間に変換し、グラフィックスカードによって使用されるカラー空間をディスプレイパネル６０によって使用されるカラー空間にマップし直し、そのデータがディスプレイパネル６０のガンマ関数に従うようにする。これらの操作の最終製品はイメージのそれぞれのピクセルに対する１組のＲＧＢ値である。この方法では、Ｒ値は赤のディスプレイパネル６０ａのピクセルの強度値を形成するために使用され、Ｇ値は緑のディスプレイパネル６０ｃのピクセルの強度値を形成するために使用され、Ｂ値は赤のディスプレイパネル６０ｂのピクセルの強度値を形成するために使用される。
【００３７】
上で記述されたように、特定のディスプレイパネル６０のピクセルのすべてが使われなくてもよい。その代わりに、望ましいマッピングを示すマップ２１５がマッピングメモリ２１６に記憶されてよい。マップ２１５は、ディスプレイパネル６０のピクセルに関するピクセルアドレスを示す信号を生成するアドレス生成器２１４によって使用されてよい。図１５を参照して説明すると、例えば、特定のディスプレイパネル６０に対して、マップ２１５のＮ個の場所２５２（場所２５２１、２５２２、２５２３、２５２Ｎ）が、ピクセルイメージの場所（０，０）から始まるピクセルイメージの最上の横列に対するマッピングを連続的に示すことができる。図示されているように、ピクセルイメージの場所（０，０）はディスプレイパネル６０の場所（３，３）にマップされ、ピクセルイメージの場所（１，０）はディスプレイパネル６０の場所（４，３）にマップされ、ピクセルイメージの場所（１，１）はディスプレイパネル６０の場所（５，３）にマップされる、などといった具合である。
【００３８】
図１４に戻って説明すると、電気システム２００の他の特徴として、電気システム２００は、ディスプレイパネルインタフェース２２２を備えてよく、それはバス２０８に接続されて、ディスプレイパネル電圧を駆動してディスプレイパネル６０上にイメージを形成する。大域的並進較正インタフェース２１８（例えば電気機械形ユーザインタフェーズまたはシリアルバスインタフェース）がアドレス生成器２１４に電気接続されてよい。この方法では、較正インタフェース２１８は、インタフェース２１８に接続されたコントロール機器（ｃｏｎｔｒｏｌｓ）（例えばコンピュータまたはコントロールノブ）によって示される大域的並進に応じて、マップ２１５を修正することができる。局所的並進インタフェース２３０（例えば電気機械形ユーザインタフェーズまたはシリアルバスインタフェース）が、例えば、異なった圧電性アクチュエータ６２に印加される電圧を選択的に制御するための電圧レギュレータ２３１に接続されてよい。他の構成も可能である。例えばシステム２００は、電気的な大域的回転インタフェースと、上で説明されたように動作する関連する回路を備えてよい。
【００３９】
他の実施の形態も本発明の請求の範囲内にある。例えば、プリズムに関して異なったトポロジーが使用されてよい。この方法では、これらの異なったトポロジーのそれぞれに対して、プリズムはアクチュエータを取り付けるための場所を有してよい。他の例として、実施の形態によっては、透過性ディスプレイパネルが使用されてよい。
【００４０】
本発明は限定された数の実施の形態に関して開示されてきたが、当業者であれば、この開示を参考にして、数々の修正及び変更を考えつくことができるだろう。本発明の請求の範囲は、本発明の技術的思想に含まれるそうしたすべの修正及び変更を含むよう意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるＬＣＤ投影システムの概略図である。
【図２】図１の投影システムのＬＣＤディスプレイパネルによって形成されたイメージであって、ディスプレイパネルが位置合わせされていないときの図である。
【図３】図１の投影システムのＬＣＤディスプレイパネルによって形成されたイメージであって、ディスプレイパネルが位置合わせされたときの図である。
【図４】本発明の一実施の形態による投影システムの概略図である。
【図５】図４の投影システムのディスプレイパネルによって形成された２つの変調された光線イメージの位置合わせ手順を説明するための図である。
【図６】図４の投影システムのディスプレイパネルによって形成された２つの変調された光線イメージの位置合わせ手順を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施の形態によるディスプレイパネルを示した図である。
【図８】本発明の一実施の形態における、ディスプレイパネルを位置合わせして取り付けるための配置構成の概略図である。
【図９】本発明の別の実施の形態における、ディスプレイパネルを位置合わせして取り付けるための配置構成の概略図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施の形態における、ディスプレイパネルを位置合わせして取り付けるための配置構成の概略図である。
【図１１】図４の投影システムのディスプレイパネルによって形成された２つの変調された光線イメージの位置合わせ手順を説明するための図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施の形態における、ディスプレイパネルを位置合わせして取り付けるための配置構成の概略図である。
【図１３】本発明のさらに別の実施の形態における、ディスプレイパネルを位置合わせして取り付けるための配置構成の概略図である。
【図１４】本発明の一実施の形態における、図４の投影システムのためのコンピュータシステムの概略構成図である。
【図１５】ピクセルマップの一部分を示した図である。
【符号の説明】
５，５０ 投影システム
１０，５９ スクリーン
１２，５７ 投影レンズ
１４、５５ 光線分離器
２２，２４，２６、６０ ディスプレイパネル
３０，６３ 光源
５２ プリズム
５３ プリズム表面
５６ 接着層
６２ アクチュエータ
６５ 放物面ミラー
６１ 集光レンズ
７６ 直角フランジ
８０ スプリング
９２ ネジ
９４ ねじ込み部品
９６ パール
９８ ピボット
１０３ オープンフレーム
２００ 電気システム
２０１ ＶＥＳＡケーブル
２０２ ＶＥＳＡインタフェース
２０４ アナログ・デジタル変換器
２０６ フレームバッファ
２１２ タイミング生成器
２１４ アドレス生成器
２１５ マップ
２１６ マッピングメモリ
２１８ 大域的並進較正インタフェース
２２０ プロセッサ
２２２ ディスプレイパネルインタフェース
２３０ 局所的並進較正インタフェース
２３１ 電圧レギュレータ
［背景］
本発明は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）投影システム（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）といった投影システムのイメージを位置合わせする技術に関する。
【０００２】
図１を参照して説明すると、反射性液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）投影システム５は一般に、スクリーン１０上に投影されるそれぞれの原色に対するＬＣＤディスプレイパネル（例えばＬＣＤディスプレイパネル２２、２４と２６）を含む。この方法では、赤緑青（ＲＧＢ）のカラー空間に対して、投影システム５は赤色帯域に関連するＬＣＤディスプレイパネル２２と、緑色帯域に関連するＬＣＤディスプレイパネル２４と、青色帯域に関連するＬＣＤディスプレイパネル２６を備える。ＬＣＤパネル２２、２４と２６はそれぞれ、光源３０からの光を変調して、赤、緑及び青のイメージを形成し、それらのイメージは一緒に加わってスクリーン１０上に合成カラーイメージを形成する。これを実現するために、それぞれのＬＣＤディスプレイパネル２２、２４または２６は、形成されるべきそれに対応する変調された光線イメージを示す電気信号を受信する。
【０００３】
特に、投影システム５は十分に平行になった（光源３０によって提供された）白色光線１１を、その白色光線１１を赤１３、青１７、そして緑２１の光線に分離する光学的要素に向ける光線分離器１４を備えてよい。この方法では、白色光線１１は、赤色光線１３をＬＣＤパネル２２に向けて反射する赤の二色性ミラー（ｒｅｄ ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｍｉｒｒｏｒ）１８に向けられてよい。次にＬＣＤパネル２２は赤色光線１３を変調する。青色光線１７は赤の二色性ミラー１８を通過して青の二色性ミラー２０に至る。青の二色性ミラー２０はＬＣＤディスプレイパネル２６に向けて青色光線１７を反射して、ＬＣＤディスプレイパネル２６は青色光線を変調する。緑色光線２１は赤及び青の二色性ミラー１８及び２０を通過してＬＣＤディスプレイパネル２４に至り、ＬＣＤディスプレイパネル２４によって変調される。
【０００４】
反射性ＬＣＤディスプレイパネルに関して言うと、それぞれのＬＣＤディスプレイパネル２２、２６と２４は入射光線を変調して、そして変調された光線１５、１９と２３をそれぞれ反射し、その結果、変調された光線１５，１９と２３は上記経路に沿って光線分離器１４に送り返される。次に光線分離器１４は、変調された信号１５，１９と２３をレンズ１２といった投影光学的要素を経由するように方向付けて、理想的にオーバラップしてスクリーン１０上に合成イメージを形成する変調されたイメージを形成する。
【０００５】
しかしながら、スクリーン１０上に正しい合成イメージを形成する目的のために、変調された光線イメージの対応するピクセルはお互いに一致する必要があることがある。例えば、場所（０，０）における合成イメージのピクセルは、変調された赤色光線イメージの場所（０，０）におけるピクセルと、変調された緑色光線イメージの場所（０，０）におけるピクセルと、変調された青色光線イメージの場所（０，０）におけるピクセルとの重ね合わせであってよい。このように一致しないと、場所（０，０）におけるピクセルの色は正しくないことがあるか、あるいはその色はピクセル上で変化することがある。
【０００６】
投影システム５の製造時に、ＬＣＤディスプレイパネル２２、２４と２６は一般に、変調された光線イメージのピクセルを位置合わせするために十分に正確に取り付けられる。これを実現する一つの方法は、ＬＣＤディスプレイパネル２２、２４と２６の正しいポジションに近づけて、その後にＬＣＤディスプレイパネル２２、２４と２６を使用して白色の長方形の合成イメージをスクリーン１０上に形成することを試みることである。もしＬＣＤパネル２２、２４と２６が適切に位置合わせされていなければ、図２のように、赤４２、緑４４及び／または青４６のカラー境界が白色イメージ４０の周囲に沿って検出されるかもしれない。しかしながら、ＬＣＤパネル２２、２４と２６が適切に位置合わせされていれば、カラー境界４２、４４と４６は現れることはなく、図３のように、大きな白色イメージ４０がスクリーン１０上に現れる。
【０００７】
不幸にも、ＬＣＤディスプレイパネル２２、２４と２６を位置合わせするために使用される従来の技術は、投影システム５の製造にかなりの時間を消費することがある。さらに、老化及び熱的ドリフトといった要因によって、ＬＣＤディスプレイパネル２２，２４と２６が投影システム５の寿命の間に位置合わせされた状態から外れてしまうことがある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、上に述べられた問題の一つ以上の問題を解決し得る投影システムを提供することにある。
【０００９】
［概要］
上記課題を解決し得る本発明が提供する投影システムは、ディスプレイパネルと、光学的要素と、調整装置とを含む。それぞれのディスプレイパネルは異なる光線を変調して関連する変調された光線を形成するように構成される。また光学的要素はそれぞれの変調された光線の関連するイメージを形成して、調整装置はディスプレイパネルの一パネルを位置決めしてイメージの集束（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）を調整するように構成される。
【００１０】
本発明は上記課題を解決し得る方法も提供する。この方法は、ディスプレイパネルで光線を変調して、変調された光線を形成することを含む。変調された光線は光学的に向き付けられてイメージを形成する。前記変調は、オーバラップしないイメージの部分を少なくとも部分的に減少させるように調節される。
【００１１】
［詳細な説明］
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図４を参照して説明すると、本発明の一実施の形態５０はアクチュエータ（ａｃｔｕａｔｏｒｓ）６２を備える。アクチュエータ６２は、ディスプレイパネル６０（例えばディスプレパネル６０ａ、６０ｂと６０ｃ）によって形成される変調されたイメージの集束を調整するためにディスプレイパネル６０の位置を較正するために使用できる。これを実現するために、実施の形態によっては、アクチュエータ６２は圧電性アクチュエータでよい。以下に説明されるように、電圧がアクチュエータ６２に印加されて選択的にアクチュエータ６０を膨張または収縮させてディスプレイパネル６０を位置付けることができる。一例として、実施の形態によっては、投影システム５０は反射性液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）投影システムであってよく、ディスプレイパネル６０はＬＣＤディスプレイパネルであってよい。
【００１３】
特に、図５は２つの変調された光線イメージ６３と６５を示しており、それぞれの光線は、特定の色帯域の入射光線を変調する異なったディスプレイパネル６０によって形成される。光線イメージ６３のそれぞれのピクセル６７は光線イメージ６５の対応するピクセル６７から約１／２ピクセルほど離れて位置している。すなわち、光線イメージ６３と光線イメージ６５は「１／２ピクセル」ほど位置合わせされた状態からはずれている。このように、イメージ６５の場所（０，０）におけるピクセル６７はイメージ６３の場所（０，０）におけるピクセル６７から約１／２ほど離れている。２つの光線イメージ６３と６５が集束するために、アクチュエータ６２（図５参照）は、光線イメージ６３を生成したディスプレイパネル６０を位置付け直す、あるいは光線イメージ６５を生成したディスプレイパネル６０を位置付け直す、あるいは両方のディスプレイパネル６０を位置付け直すために使用されてよい。図示されているように、光線イメージ６３のピクセル６７の横列（と縦列）は光線イメージ６５のピクセルの横列（と縦列）に平行である。したがって、一つ以上のディスプレイパネル６０の並進移動（以下説明されるように回転移動ではなく）が光線イメージ６３と６５が集束するために使用されてよい。
【００１４】
実施の形態によっては、アクチュエータ６２は、ピクセルの境界を揃えるためにディスプレイパネルを位置付け直す目的で、今後、細かい調整あるいは局所的な調整と呼ばれる、最大約一個のピクセルの最大位置合わせを実行するために使用されてよい。しかしながら、較正の前に、一部の変調された光線イメージが図６に示されているようにさらに離れて位置することがある。例えば、変調された光線イメージ７１の場所（０，０）におけるピクセル６７は変調された光線イメージ６９の場所（０，０）におけるピクセルから数ピクセル離れていることがある。この場合には、実施の形態によっては、アクチュエータ６２は、光線イメージ６９と７１のピクセル（それらの場所は関係ない）が局所的に（大域的にではなく）位置合わせされるように、局所的に光線イメージ６９と７１を位置合わせするために使用されてよい。例えば、この局所的位置合わせでは、光線イメージ６９の場所（３，３）におけるピクセル６７は光線イメージ７１の場所（０，０）におけるピクセルに位置合わせされることができる。つまり、ピクセルの境界が位置合わせされる。
【００１５】
同じく図７を参照して説明すると、一部の実施の形態では、以下説明されるように，粗い位置合わせあるいは大域的位置合わせが、一つ以上のディスプレイパネル６０のピクセルをマップし直すことによって実行されてよい。このマップし直しによって、光線イメージ７１の場所（０，０）におけるピクセルを、例えば光線イメージ６９を形成するディスプレイパネルのピクセルの場所をマップし直すことによって、位置合わせすることができる。これが実現されるために、光線イメージ６９を形成するディスプレイ６０の余分なピクセル（「ピクセルセル」あるいは「ピクセル要素」とも呼ばれる）が使用されてよい。一例として、１０２４個の横ピクセル×７６８個の縦ピクセル（すなわち、１０２４×７６８ディスプレイ）といった望ましい解像度に対して、ディスプレイパネル６０は１０３４個の横ピクセル×７７８個の縦ピクセルを有する。ずなわち、縦横両方向に１０個の余分なピクセルを有する。この方法では、ピクセルのブロック７５がアクティブにでき、したがって、変調された光線イメージを形成するために使用できる。残りのピクセル７７は、大域的な不整合を正すためのマッピング機能の適用によって、アクティブになっていなくてよいか、あるいは、永久にターンオフされてよい。これを実現するために、ディスプレイパネル６０上のピクセルのマッピングはアクティブなピクセルのブロック７５を水平方向と垂直方向の両方向にしかるべくシフトさせて調整される。
【００１６】
したがって、図６において、光線イメージ６９を生成したディスプレイ６０のピクセルは、光線イメージ７１と大域的に集束しない光線イメージ６９のピクセル６７を形成するディスプレイのピクセルがターンオフされるように、マップし直されてよい。そのために、光線イメージ６９を形成するディスプレイパネル６０のピクセルは、光線イメージ６９と７１を大域的に位置合わせするために、ディスプレイパネル６０のアクティブなピクセルのブロックを、４つの横列だけ下へ、かつ３つの縦列だけ右へ、効果的にシフトさせるようにしてマップし直されてよい。
【００１７】
図４に戻って説明すると、実施の形態によっては、投影システム５０は、以下に説明されるように、光源６３からの白色光（赤、緑及び青の光線から形成された）の入射光線をディスプレイパネル６０に向けるプリズム５２（例えばプリズム５２ａ，５２ｂ，５２ｃと５２ｄ）を備えてよい。特に、プリズム５２ａは、入射する光に直交するプリズム表面５２ａａにおいて入射する白色光線を受け取って、その光線をプリズム表面５２ａａに対して傾いたプリズム表面５２ａｂに向ける。赤の二色性ミラー５４ａの反射面はプリズム表面５２ａｂまたはプリズム表面５２ｃａに、以下詳細に説明されるようにディスプレイパネル６０ｂと６０ｃを位置付ける際に助けになる透明なエラストマー接着剤層５６ａによって取り付けられてよい。
【００１８】
赤の二色性ミラー５４ａは、赤色光線がプリズム５２ａの別のプリズム表面５２ａｃに存在してプリズム５２ｂのプリズム表面５２ｂａに入射するように、入射する白色光線から赤色光線を反射して赤色光線を分離する。プリズム表面５２ａｃと５２ｂａは、、以下詳細に説明されるように、ディスプレイパネル６０ａを位置付ける際の助けになる透明なエラストマー接着剤層５６ｃを使って一緒に取り付けられてよい。次にプリズム５２ｂは、赤色光線を、プリズム５２ｂのプリズム表面５２ｂａに対して傾いている別のプリズム表面５２ｂｂに取り付けられたディスプレイパネル６０ａの入射面に向ける。ディスプレイパネル６０ａは入射する赤色光線を変調して、その変調された赤色光線は入射した赤色光線が進んだ経路と同様な経路に沿って進む。しかしながら、光源６３に向けられる代わりに、光線分離器５５は変調された赤色光線を、スクリーン５９上に変調された赤色光線のイメージを形成する投影光学的要素５７（例えばレンズ）を経由するように向き付ける。
【００１９】
残りの青及び緑の光線（元々の入射白色光線からの）は赤の二色性ミラー５４ａを通過する。二色性ミラー５４ａの反対側の面はプリズム５２ｃのプリズム表面５２ｃａに取り付けられており、青色光線と緑色光線は赤の二色性ミラー５４ａを通過して、プリズム５２ｃのプリズム表面５２ｃａを通過して、そしてプリズム表面５２ｃａと鋭角を成す（プリズム５２ｃの）プリズム表面５２ｃｂを通過するように構成されている。青の二色性ミラー５４ｂの反射面はプリズム表面５２ｃｂまたはプリズム表面５２ｄａに取り付けられている。その結果として、青の二色性ミラー５４ｂは青色光線をプリズム５２ｃ内に反射し返して、それによって青色光線はプリズム５２ｃの別のプリズム表面５２ｃｃを出る。ディスプレイパネル６０ｂの入射面はプリズム表面５２ｃｃに取り付けられており、入射する青色光線を変調する。次に変調された青色光線は入射した青色光線がたどった経路と同様な経路をたどる。光線分離器５５は変調された青色光線を投影光学的要素５７を通過するように方向付けて、スクリーン５９上に変調された青色光線のイメージを形成させる。
【００２０】
緑色光線は青の二色性ミラー５４ｂを通過して、透明なエラストマー接着剤層５６ｂを使って青の二色性ミラー５４ｂのもう一方の面に取り付けられてよいプリズム表面５２ｄａを通過してプリズム５２ｄに入射する。次に接着剤層５６ｂによって与えられた弾力性は、以下にさらに説明されるように、ディスプレイパネル６０ｃを位置付ける際に助けになる。緑色入射光線は、プリズム５２ｄの別のプリズム表面５２ｄｂを出て、プリズム表面５２ｄｂに取り付けられたディスプレイパネル６０ｃの入射面に当たる。ディスプレイパネル６０ｃは入射する緑色光線を変調して、入射した緑色光線がたどった経路と同様な経路に沿ってその変調された緑色光線を反射する。光線分離器５５は変調された緑色光線を投影光学的要素５７を通過するように方向付けて、スクリーン５９上に変調された緑色光線のイメージを形成させる。３つの変調された光線イメージはスクリーン５９上にカラーの合成イメージを形成する。
【００２１】
一つ以上のディスプレイパネル６０の位置を調整する目的のためには、以下詳細に説明されるように、プリズム５２ｂ、５２ｃと５２ｄは、プリズム５２に取り付けられたディスプレイパネル６０を位置付け直すためにアクチュエータ６２によって移動させられてよい。一部の実施の形態では、これを実現するために、プリズム５２ａは投影システム５０の胴体（ｃｈａｓｓｉｓ）（図示されていない）にしっかりと取り付けられてよく、他のプリズム５２ｂ、５２ｃと５２ｄは、以下さらに詳細に説明されるように、プリズム５２ａに対して移動することができる。特に、アクチュエータ６２ａはプリズム表面５２ａｃと５２ｂａの間に取り付けられ、かつそれらと接触してもよい。一部の実施の形態では、アクチュエータ６２ａは、プリズム表面５２ａｃと５２ｂａの端部（エッジ）近くに取り付けられてもよい。プリズム５２ａは投影システム５０の胴体に固定されてよいし、接着層５６ｃはプリズム５２ａとプリズム５２ｂとの間に弾力性を与えるので、アクチュエータ６２ａの膨張または収縮によって図面平面内においてディスプレイパネル６０ａは回転することができる。この回転によってイメージは並進移動することができる。一部の実施の形態では、これらの移動は、例えば圧電性アクチュエータ６２ａに印可される電圧を調整することによって、スクリーン５９上において変調された赤色光線イメージを局所的に調整するようにして制御されてよい。
【００２２】
他のアクチュエータ６２が同様な方法でその他のディスプレイパネル６０の並進及び回転を引き起こすために使用されてよい。例えば、アクチュエータ６２ｂはプリズム表面５２ａｂと５２ｃａの間に置かれて、それらと接触してよい。この方法では、アクチュエータ６２ｂが膨張および収縮することよってディスプレイパネル６０ｂが回転し、そのためにディスプレイパネル６０ｂのイメージの並進移動が生じて、したがって、変調された青及び緑の光線イメージの両方を移動させるために使用されてよい。
【００２３】
アクチュエータ６２ｂによるプリズム５２ｃの移動によってプリズム５２ｄの移動も引き起こされることができ、したがって、ディスプレイパネル６０ｃの移動が引き起こされることができる。しかしながら、ディスプレイパネル６０ｃの位置は、プリズム表面５２ｃｂと５２ｄａの間に置かれ、それらと接触してよいアクチュエータ６０ｃによって調整されてよい。この方法では、アクチュエータ６２ｃの膨張または収縮によってディスプレイパネル６０ｃの位置が調整され、したがって、変調された緑色光線イメージを変調された赤色光線イメージと青色光線イメージと揃えるために使用されてよい。
【００２４】
他の配置構成も可能である。例えば、他の実施の形態において、アクチュエータ６２（図示されていない）が、例えば、図面平面に垂直な平面についての特定のディスプレイパネル６０の回転を起こすために使用されてよい。
【００２５】
他の実施の形態では、アクチュエータ６２は異なった配置構成がされてよい。例えば、図８を参照して説明すると、それぞれのプリズム５２に対する別の配置構成７２では、透明なエラストマー接着層５６が、関連するディスプレイパネル６０をプリズム５２のプリズム表面５３に取り付けてよい。この方法では、アクチュエータ６２はディスプレイパネル６０とプリズム表面５３の間に取り付けられてよい。入射光線を受け取る反対のプリズム表面５５において、プリズム５２は、プリズム５２をその他のプリズムの一つとまたは二色性ミラー５４と結合させる別のアクチュエータ６２に堅く固定されてよい。
【００２６】
投影システム５０の他の特徴として、投影システム５０は光源６３からの光線を平行にする（コリメートする）ための放物面ミラー６５を備えてよい。光源６３は、例えば、アーク灯でよい。投影システム５０は、白色光線を光線分離器５５に向けるための集光レンズ６１も備えてよい。次に光線分離器５５は、白色光線を、その白色光線がプリズム表面５２ａａに当たる前にその白色光線を偏光させる偏光器４９に向けてよい。
【００２７】
投影システム５０は本発明を実現できる可能な投影システムのいずれかであってよく、本発明はここに説明された投影システム５０に限定されることは意図されていない。むしろ、本発明は請求の範囲の請求項によって特定される。
【００２８】
図９を参照して説明すると、それぞれのプリズム５２の別の配置構成７４では、ディスプレイパネル６０はプリズム５２のプリズム表面５３に接着層５６を使って取り付けられてよい。アクチュエータ６２は、直角フランジ（ｒｉｇｈｔ ａｎｇｌｅ ｆｌａｎｇｅ）７６の一面とディスプレイパネル６０の一端との間に取り付けられ、それらに接触してよい。直角フランジ７６のもう一方の面はプリズム表面５３に取り付けられてよい。この方法では、もしアクチュエータ６２がディスプレイパネルの端に沿って十分にディスプレイパネルと接触すれば、アクチュエータ６２の膨張と収縮がディスプレイパネル６０全体に作用して、したがって、直線経路に沿ってディスプレイパネル６０を移動させることができる。結果として、配置構成７４は、ディスプレイパネル６０によって形成された変調された光線イメージの回転移動ではなく並進移動を作り出すために使用できる。一部の実施の形態では、構成７４は、ディスプレイパネル６０の２次元的な並進移動を可能にするために第２の直交方向にディスプレイパネル６０を移動させるように構成された、別のフランジ７６（図示されていない）と別のアクチュエータ６２（図示されていない）を備えてよい。しかしながら、他の実施の形態では、アクチュエータ６２は一つのコーナ（かど）においてディスプレイパネル６０と接触してよい。結果として、エラストマー接着層５６の弾力性によってディスプレイ６０が並進移動ではなく回転移動する。この効果は角度エラーを取り除くことに役立つことがある。
【００２９】
図１０を参照して説明すると、他の実施の形態では、接着層５６の代わりに取り付けスプリング８０がディスプレイパネル６０をプリズム表面５３に取り付けることができるということ以外は上で説明された配置構成７４（とその変形）に類似する配置構成７８が使用されてよい。特に、ディスプレイパネル６０は、スプリング８０の力による摩擦によってプリズム表面５３に取り付けられてよい。スプリング８０はプリズム表面５３に向けられた（ディスプレイパネル６０上の）下向きの力を与える。しかしながら、スプリング８０はディスプレイパネル６０がアクチュエータ６２の膨張または収縮に応じて移動できるほど十分に弾力性がある。
【００３０】
変調された光線イメージの位置合わせに対する上記解決法はピクセルの並進及び回転の両方を扱う。しかしながら、変調された光線イメージの回転的位置合わせは以下説明されるような他の方法によって実現されてよい。
【００３１】
一般に、二つの変調された光線イメージ１００と１０２の間の回転的不整合の効果は図１１に示されているように非常に目立つことがある。示されているように、光線イメージ１００と１０２はそれぞれ、ディスプレイパネル６０の特徴から、ピクセルの隣接する横列と縦列との間に暗ラインを有することがある。そのために、二つの光線イメージ１００と１０２はお互いに対して相対的に回転させられると、合成イメージのある決まった部分が部分的に透明になることがある。というのは、これらの部分では暗ラインがほぼお互いに一致するからである。合成イメージの他の部分では、暗ラインが一緒に接近するので、そうした部分ではほぼ不透明になることがある。図１１に示されているように、光線イメージ１００と１０２は並進的に不整合であるし、その上回転的にも１°だけ不整合であるけれども、回転的不整合は知覚的に最も明白かもしれない。
【００３２】
変調された光線イメージを回転的に位置合わせする方法はいくつか存在する。例えば、ディスプレイパネル６０は、投影システム５０の組立の間にプリズム５２の表面にしっかり取り付けられてよい。取り付けの間、結果として生じる変調された光線イメージが観測されて光線が集束するよう物理的に正しくディスプレイパネル６０を位置付けることができるように、テストパタンの表示がディスプレイパネル６０を調整するために使用されてよい。
【００３３】
代わりに、実施の形態によっては、図１２に示された配置構成９０が、それぞれのディスプレイパネル６０を回転させるため使用されてよい。特に、ディスプレイパネル６０はオープンフレーム１０３にしっかり取り付けられてよい。オープンフレーム１０３は、透明なエラストマー接着層５６を使ってプリズム５２のプリズム表面５３に取り付けられる。パール（ｐａｗｌ）９６はパールピボット（ｐａｗｌ ｐｉｖｏｔ）９８によってプリズム表面５３に（ピボット９８を使って）旋回可能に取り付けられてよい。パール９６の一端１０２はフレーム１０３に固定されてよく、パール９６のもう一方の端は調整ネジ９２の端に接触してよい。調整ネジ９２は、プリズム表面５３に取り付けられたねじ込み部品（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔ）９４を貫通して延びる。この方法では、ネジ９２が回されると、パール９６が回転して、望ましい位置までディスプレイパネル６０（と関連する光線イメージ）が選択的に回転される。
【００３４】
他の実施の形態では、ネジ９２は、例えば圧電性アクチュエータといったアクチュエータに置き換えられてよい。これらの実施の形態において、ピボット９８はアクチュエータ６０近くに配置されよく、位置合わせ目的にとって最大移動範囲が実現される。他の実施の形態では、ネジ９２はモータ（例えば永久磁石ＤＣモータ）によって駆動されるか、あるいはリニアアクチュエータのシャフトに置き換えられてよい。
【００３５】
図１４を参照して説明すると、投影システム５０は、２，３例として、コンピュータシステムの一部、単独形プロジェクタの一部、テレビジョンの一部等を含む電気システム（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）２００を備えてよい。特に、電気システム２００は、ＶＥＳＡケーブル２０１からアナログ信号を受信するためのＶＥＳＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）インタフェース２０２を含んでよい。ＶＥＳＡ規格は、インタネット上のｗｗｗ．ｖｅｓａ．ｏｒｇｓｔａｎｄａｒｄｓ．ｈｔｍｌから入手可能なコンピュータディスプレイタイミング仕様書第１版改訂版０．８（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｔｉｍｉｎｇ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ， ｖ．１ ， ｒｅｖ． ０．８）に詳しく説明されている。ケーブル２０１からのアナログ信号は、ディスプレイ５９上に形成されるイメージを示し、そして、例えばコンピュータのグラフィックスカードによって生成されてよい。アナログ信号はアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０４によってデジタル信号に変換され、デジタル信号はフレームバッファ２０６に記憶される。タイミング生成器２１２はフレームバッファ２０６に接続され、イメージがスクリーン５９上に形成される際のフレーム速度（ｆｒａｍｅ ｒａｔｅ）を調節できる。プロセッサ２２０（例として一つ以上のマイクロコントローラ）はバス２０８によってフレームバッファ２０６に接続されてよい。
【００３６】
プロセッサ２２０はフレームバッファ２０６に記憶されたデータを処理して、例えば、グラフィックスカードによって使用される座標空間をディスプレイパネル６０によって使用される座標空間に変換し、グラフィックスカードによって使用されるカラー空間をディスプレイパネル６０によって使用されるカラー空間にマップし直し、そのデータがディスプレイパネル６０のガンマ関数に従うようにする。これらの操作の最終製品はイメージのそれぞれのピクセルに対する１組のＲＧＢ値である。この方法では、Ｒ値は赤のディスプレイパネル６０ａのピクセルの強度値を形成するために使用され、Ｇ値は緑のディスプレイパネル６０ｃのピクセルの強度値を形成するために使用され、Ｂ値は赤のディスプレイパネル６０ｂのピクセルの強度値を形成するために使用される。
【００３７】
上で記述されたように、特定のディスプレイパネル６０のピクセルのすべてが使われなくてもよい。その代わりに、望ましいマッピングを示すマップ２１５がマッピングメモリ２１６に記憶されてよい。マップ２１５は、ディスプレイパネル６０のピクセルに関するピクセルアドレスを示す信号を生成するアドレス生成器２１４によって使用されてよい。図１５を参照して説明すると、例えば、特定のディスプレイパネル６０に対して、マップ２１５のＮ個の場所２５２（場所２５２１、２５２２、２５２３、２５２Ｎ）が、ピクセルイメージの場所（０，０）から始まるピクセルイメージの最上の横列に対するマッピングを連続的に示すことができる。図示されているように、ピクセルイメージの場所（０，０）はディスプレイパネル６０の場所（３，３）にマップされ、ピクセルイメージの場所（１，０）はディスプレイパネル６０の場所（４，３）にマップされ、ピクセルイメージの場所（１，１）はディスプレイパネル６０の場所（５，３）にマップされる、などといった具合である。
【００３８】
図１４に戻って説明すると、電気システム２００の他の特徴として、電気システム２００は、ディスプレイパネルインタフェース２２２を備えてよく、それはバス２０８に接続されて、ディスプレイパネル電圧を駆動してディスプレイパネル６０上にイメージを形成する。大域的並進較正インタフェース２１８（例えば電気機械形ユーザインタフェーズまたはシリアルバスインタフェース）がアドレス生成器２１４に電気接続されてよい。この方法では、較正インタフェース２１８は、インタフェース２１８に接続されたコントロール機器（ｃｏｎｔｒｏｌｓ）（例えばコンピュータまたはコントロールノブ）によって示される大域的並進に応じて、マップ２１５を修正することができる。局所的並進インタフェース２３０（例えば電気機械形ユーザインタフェーズまたはシリアルバスインタフェース）が、例えば、異なった圧電性アクチュエータ６２に印加される電圧を選択的に制御するための電圧レギュレータ２３１に接続されてよい。他の構成も可能である。例えばシステム２００は、電気的な大域的回転インタフェースと、上で説明されたように動作する関連する回路を備えてよい。
【００３９】
他の実施の形態も本発明の請求の範囲内にある。例えば、プリズムに関して異なったトポロジーが使用されてよい。この方法では、これらの異なったトポロジーのそれぞれに対して、プリズムはアクチュエータを取り付けるための場所を有してよい。他の例として、実施の形態によっては、透過性ディスプレイパネルが使用されてよい。
【００４０】
本発明は限定された数の実施の形態に関して開示されてきたが、当業者であれば、この開示を参考にして、数々の修正及び変更を考えつくことができるだろう。本発明の請求の範囲は、本発明の技術的思想に含まれるそうしたすべの修正及び変更を含むよう意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるＬＣＤ投影システムの概略図である。
【図２】図１の投影システムのＬＣＤディスプレイパネルによって形成されたイメージであって、ディスプレイパネルが位置合わせされていないときの図である。
【図３】図１の投影システムのＬＣＤディスプレイパネルによって形成されたイメージであって、ディスプレイパネルが位置合わせされたときの図である。
【図４】本発明の一実施の形態による投影システムの概略図である。
【図５】図４の投影システムのディスプレイパネルによって形成された２つの変調された光線イメージの位置合わせ手順を説明するための図である。
【図６】図４の投影システムのディスプレイパネルによって形成された２つの変調された光線イメージの位置合わせ手順を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施の形態によるディスプレイパネルを示した図である。
【図８】本発明の一実施の形態における、ディスプレイパネルを位置合わせして取り付けるための配置構成の概略図である。
【図９】本発明の別の実施の形態における、ディスプレイパネルを位置合わせして取り付けるための配置構成の概略図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施の形態における、ディスプレイパネルを位置合わせして取り付けるための配置構成の概略図である。
【図１１】図４の投影システムのディスプレイパネルによって形成された２つの変調された光線イメージの位置合わせ手順を説明するための図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施の形態における、ディスプレイパネルを位置合わせして取り付けるための配置構成の概略図である。
【図１３】本発明のさらに別の実施の形態における、ディスプレイパネルを位置合わせして取り付けるための配置構成の概略図である。
【図１４】本発明の一実施の形態における、図４の投影システムのためのコンピュータシステムの概略構成図である。
【図１５】ピクセルマップの一部分を示した図である。
【符号の説明】
５，５０ 投影システム
１０，５９ スクリーン
１２，５７ 投影レンズ
１４、５５ 光線分離器
２２，２４，２６、６０ ディスプレイパネル
３０，６３ 光源
５２ プリズム
５３ プリズム表面
５６ 接着層
６２ アクチュエータ
６５ 放物面ミラー
６１ 集光レンズ
７６ 直角フランジ
８０ スプリング
９２ ネジ
９４ ねじ込み部品
９６ パール
９８ ピボット
１０３ オープンフレーム
２００ 電気システム
２０１ ＶＥＳＡケーブル
２０２ ＶＥＳＡインタフェース
２０４ アナログ・デジタル変換器
２０６ フレームバッファ
２１２ タイミング生成器
２１４ アドレス生成器
２１５ マップ
２１６ マッピングメモリ
２１８ 大域的並進較正インタフェース
２２０ プロセッサ
２２２ ディスプレイパネルインタフェース
２３０ 局所的並進較正インタフェース
２３１ 電圧レギュレータ
Claims (8)
- それぞれが異なる光線を変調して、関連する変調された光線を形成するように構成されたディスプレイパネルと、
前記変調された光線のそれぞれの関連するイメージを形成するように構成された光学的要素と、
前記ディスプレイパネルの一パネルを位置合わせして、前記イメージの集束を調整するように構成された調整装置と、
前記ディスプレイパネルの前記一パネルに関連する変調された光線を伝搬させるように構成されたプリズムと、
前記プリズムに前記ディスプレイパネルを取り付ける弾力性のある部材とを備え、
前記調整装置は、集束を調整するために前記プリズムに対して前記ディスプレイパネルの前記一パネルを選択的に力を加えて移動させるように構成されている投影システム。 - 前記調整装置が、電気信号に応じて前記ディスプレイパネルの前記一のパネルの位置を調整するように構成された圧電性アクチュエータを備えている請求項１に記載の投影システム。
- 前記イメージはそれぞれピクセルラインを含み、
前記調整装置は更に、前記ディスプレイパネルの前記一パネルを移動させて、該一パネルに関連するイメージのピクセルラインを別のイメージのピクセルラインと並進的に位置合わせるように構成された請求項１に記載の投影システム。 - 前記イメージはそれぞれピクセルラインを含み、
前記調整装置は更に、前記ディスプレイパネルの前記一パネルを移動させて、該一パネルに関連するイメージのピクセルラインを別のイメージのピクセルラインと回転的に位置合わせるように構成された請求項１に記載の投影システム。 - 前記調整装置は、前記ディスプレイパネルの前記一パネルを選択的に位置合わせするための蝶番式に旋回可能に取り付けられたパールを備えている請求項１に記載の投影システム。
- 前記弾力性のある部材は接着剤を含む請求項１に記載の投影システム。
- 前記弾力性のある部材はバネを含む請求項１に記載の投影システム。
- 前記ディスプレイパネルはＬＣＤディスプレイパネルを含む請求項１に記載の投影システム。
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