JP4644209B2 - 空間光変調器を使用したタイル状投影ディスプレイ - Google Patents
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Description
(a)第1偏光状態を有する第1照射ビーム及び、第2偏光状態を有する第2照射ビームを提供し、第1照射ビームと第2照射ビームとは平行で、実質的に重ならないことを特徴とする照射系;
(b)前記第1照射ビームから第1変調光ビームを生成する第1空間光変調器;
(c)前記第2照射ビームから第2変調光ビームを生成する第2空間光変調器;
(d)隣接する平行な光路に沿った前記第1変調光ビーム及び前記第2変調光ビームを投影レンズの光軸の方向に導光するビーム整合器;
を有する。そして、
前記投影レンズは、前記第1変調ビームを前記ディスプレイ面に向かって導光することで前記第1タイル状セグメントを生成し、前記第2変調ビームを前記ディスプレイ面に向かって導光することで前記第2タイル状セグメントを生成する。
[第1実施例]
図1を参照すると、ディスプレイ面14にタイル状の像を生成する投影装置10が図示されている。タイル状の像12を与えるため、好適実施例では、空間光変調器20a、空間光変調器20b、空間光変調器20c及び空間光変調器20d、透過性液晶素子(LCDs)からなる組が配備されている。空間光変調器20、空間光変調器20b、空間光変調器20c及び空間光変調器20dの各々は対応する光源を提供する照射系16a、照射系16b、照射系16c及び照射系16dを有する。照射系16a、照射系16b、照射系16c及び照射系16dの可能な配置は以下で与えられる。タイル状の像12(I,II,III,IVの番号がつけられている4つの連続して並んでいるタイル状セグメントを有する)の対応するセグメントは空間光変調器20、空間光変調器20b、空間光変調器20c及び空間光変調器20dの各々でのものを指す。空間光変調器20a、空間光変調器20b、空間光変調器20c及び空間光変調器20dの各々からの、分離した平行な光路に沿う各対応する変調光ビーム26a、変調光ビーム26b、変調光ビーム26c及び変調光ビーム26dを投影レンズ18の光軸に導光させるため、偏光ビームスプリッタ22a及び偏光ビームスプリッタ22bのビームスプリッタ30との配置はビーム整合器40として提供される。コントラストを改善するため、空間光変調器20a、空間光変調器20b、空間光変調器20c及び空間光変調器20dの各々はアナライザ24a、アナライザ24b、アナライザ24c及びアナライザ24dとともに提供される(ビームスプリッタ30は、ここで開示されている実施例で図示されているような偏光ビームスプリッタではないことを明記しておく)。
隣接する、変調光ビーム26a、変調光ビーム26b、変調光ビーム26c及び変調光ビーム26dは射出軸Oに平行な光路で投影レンズ18に向かって導光される。従来技術の配置とは異なり、変調光ビーム26a、変調光ビーム26b、変調光ビーム26c及び変調光ビーム26dはビーム結合素子によって同じ光軸を取るように配置されているわけではない。その代わり、変調光ビーム26a、変調光ビーム26b、変調光ビーム26c及び変調光ビーム26dは重ならないように隣接して導光される。確かにタイル状の像12の隣接像セグメント間での適切な結合又はつなぎ目を与えるために必要である、変調光ビーム26a、変調光ビーム26b、変調光ビーム26c及び変調光ビーム26dのうちの2つの変調光ビームのわずかな重なりは避けられない。しかし、変調光ビーム26a、変調光ビーム26b、変調光ビーム26c及び変調光ビーム26d自体は、同じ光軸Oに集まるよりは、それぞれ別で平行な軸に沿って導光される。
[第2実施例]
図3を参照すると、反射空間光変調器20a、反射空間光変調器20b、反射空間光変調器20c及び反射空間光変調器20d並びに4分割されたタイル状の像12(図3には図示されていないが図1と同様の像である)を生成する照射系16a及び照射系16bをビーム整合器40とともに使用する、投影装置10の別な構成部品配置が第2実施例として図示されている。図3のビーム結合配置では、照射系16a及び照射系16bの両方とも2つの平行な光路に沿って光を提供する。一の光路に沿って照射系16aはS偏光を提供し、他方の光路に従って照射系16aはP偏光を提供する。照射系16aからのこの光は偏光ビームスプリッタ28aに源となる光を提供する。一の実施例では偏光ビームスプリッタ28aはワイヤーグリッドの偏光ビームスプリッタである。偏光ビームスプリッタ28aは光をその偏光状態によって分離し、一の偏光状態の光を偏光ビームスプリッタ22aへ導光し、反射空間光変調器20aによって変調させる。そこで空間光変調器20aからの射出変調光ビーム26aは偏光ビームスプリッタ22a及びアナライザ24aを透過して、光軸Oに平行な光路で偏光ビームスプリッタ22e及びビームスプリッタ30を介して投影レンズ18へ導光され、タイル状の4分割領域Iを生成する。偏光ビームスプリッタ28aからの他方の偏光状態は半波長板42で偏光状態を変え、偏光ビームスプリッタ22bから反射空間光変調器20bに向かって反射される。そこで射出変調光ビーム26bは偏光ビームスプリッタ22b及びアナライザ24bを透過して、偏光ビームスプリッタ22eによって反射され、光軸Oに平行な光路で投影レンズ18に向かってビームスプリッタ30を透過して、タイル状4分割領域IIを生成する。
[第3実施例]
図4を参照すると、2つのそれぞれ独立な照射系16a及び照射系16bが使用されている、本発明の投影装置10の第3実施例が図示されている。2つの照射系は図3の実施例と同様の方法で、それぞれ異なる光路へ導光される、S及びPで示された互いに直交する偏光状態を有する光を提供する。偏光照射系16aは両方の偏光状態の光を偏光ビームスプリッタ22aに提供する。偏光ビームスプリッタ22aは受光した光を偏光状態ごとに独立した光路へ導光する。図4の例では、S光路の偏光状態を有する光は偏光ビームスプリッタ22aによって反射空間光変調器20aに向かって反射される。P光路の偏光状態を有する光は空間光変調器20bに向かって透過する。そこで変調光ビーム26a及び変調光ビーム26bは、光軸Oに平行な隣接光路に沿ってビームスプリッタ30を透過してレンズ18へ向かい、タイル状の4分割領域I及び領域IIをそれぞれ生成する(図1で図示されているように)。同様に、偏光ビームスプリッタ22bは照射系16bからの受光されたP光路の偏光及びS光路の偏光を、空間光変調器20c及び空間光変調器20dへのそれぞれ独立した光路へ導光する。そこで変調光ビーム26c及び変調光ビーム26dは偏光ビームスプリッタ22bによってビームスプリッタ30へ向かって導光され、ビームスプリッタ30によって光軸Oに平行な隣接光路に沿って反射され、投影レンズ18へ向かうことでタイル状の4分割領域IIIと領域IVをそれぞれ生成する(図1で図示されている通り)。
[第4実施例]
図5を参照すると、2つの部分であるタイル状部分I及びタイル状部分IIを有するタイル状の像を生成する2つの空間光変調器である反射空間光変調器20a及び反射空間光変調器20bを使用した実施例が図示されている。図5もまた照射系16の配置を図示している。照射系16の配置は図3及び図4における別な実施例で必要とされるように、S偏光及びP偏光のお互いに独立した光路を提供する。たとえばランプ又はLEDのような光源38は、たとえば小型レンズアレイ又は積分棒(integrator bar)(図示していない)のようなある種の均一化の構成部品を典型的には介して光を偏光ビームスプリッタ32に与える。偏光ビームスプリッタ32は、光をそのお互い直交する偏光状態に分離する。反射面44又はプリズムを使用することで、偏光状態のうちの一の光路へ導光される光は、お互い空間的に独立する光路S及び光路Pに沿った方向へ導光される。レンズ36はこの光をビーム整合器として供されている単一偏光ビームスプリッタ22へ導光する。一の偏光状態を有する光は光路Pに沿って偏光ビームスプリッタ32を透過して、空間光変調器20aによって変調される。直交する偏光状態を有する光は偏光ビームスプリッタ22によって反射され、空間光変調器20bによって変調される。そこで射出変調光は偏光ビームスプリッタ22から光軸Oの方向で投影レンズ18へ向かって導光される。
[第5実施例]
図6を参照すると、2つのタイル状部分を有するタイル状の像12を生成する透過性空間光変調器20a及び透過性空間光変調器20bが図示されている。図5の実施例のように、偏光ビームスプリッタ32及び反射面44は照射系16の一部として供されている。照射系は、光をその直交し、空間的に互いに独立した光路に沿う、偏光状態P及び偏光状態Sに分離する。図6の実施例では、偏光ビームスプリッタ28は一の偏光状態を透過光変調器20aへ導く。当該偏光状態は光変調器20aに導かれる際、回転ミラー34によって反射される。直交する偏光状態を有する光は偏光ビームスプリッタ28を透過して透過空間光変調器20bへ導かれる。そこで、ビーム整合器として機能する偏光ビームスプリッタ22は空間光変調器20aと空間光変調器20bの両方からの変調光を光軸Oに平行な隣接する光路に沿って投影レンズ18へ導く。
12 タイル状の像
14 ディスプレイ面
16 照射系
16a 照射系
16b 照射系
16c 照射系
16d 照射系
18 投影レンズ
20a 空間光変調器
20b 空間光変調器
20c 空間光変調器
20d 空間光変調器
22 偏光ビームスプリッタ
22a 偏光ビームスプリッタ
22b 偏光ビームスプリッタ
22c 偏光ビームスプリッタ
22d 偏光ビームスプリッタ
22e 偏光ビームスプリッタ
22f 偏光ビームスプリッタ
24a アナライザ
24b アナライザ
24c アナライザ
24d アナライザ
26a 変調光ビーム
26b 変調光ビーム
26c 変調光ビーム
26d 変調光ビーム
28 偏光ビームスプリッタ
28a 偏光ビームスプリッタ
28b 偏光ビームスプリッタ
30 ビームスプリッタ
32 偏光ビームスプリッタ
34 ミラー
36 レンズ
38 光源
40 ビーム整合器
42 半波長板
44 反射面
Claims (3)
- ディスプレイ面にタイル状の像を生成し、
前記タイル状の像は少なくとも、第1像タイル状セグメント、第2像タイル状セグメント、第3像タイル状セグメント及び第4像タイル状セグメントを有する、
ことを特徴とする投影装置であって:
第1偏光状態を有する第1照射ビーム及び、第2偏光状態を有する第2照射ビームを提供し、前記第1照射ビームと前記第2照射ビームとは平行で、空間的に分離していることを特徴とする照射系;
前記第1照射ビームから第1変調光ビームを生成する第1空間光変調器;
前記第2照射ビームから第2変調光ビームを生成する第2空間光変調器;
隣接する平行な光路に沿うように前記第1変調光ビーム及び前記第2変調光ビームを導光し、前記第1変調光ビーム及び前記第2変調光ビームは実質的に重ならず、かつ投影レンズの光軸に平行であることを特徴とする第1ビーム整合器;
第3偏光状態を有する第3照射ビーム及び、第4偏光状態を有する第4照射ビームを提供し、前記第3照射ビームと前記第4照射ビームとは空間的に分離していることを特徴とする前記照射系;
前記第3照射ビームから第3変調光ビームを生成する第3空間光変調器;
前記第4照射ビームから第4変調光ビームを生成する第4空間光変調器;
隣接する平行な光路に沿うように前記第3変調光ビーム及び前記第4変調光ビームを導光し、前記第3変調光ビーム及び前記第4変調光ビームは実質的に重ならないことを特徴とする第2ビーム整合器;
前記第3変調光ビーム及び前記第4変調光ビームを前記の投影レンズの光軸に平行な方向に導光し、前記第1変調光ビーム及び前記第2変調光ビームを透過するビームスプリッタ;及び、
前記第1変調光ビーム、前記第2変調光ビーム、前記第3変調光ビーム及び前記第4変調光ビームを前記ディスプレイ面へ導光し、前記第1像タイル状セグメント、前記第2像タイル状セグメント、前記第3像タイル状セグメント及び前記第4像タイル状セグメントを生成する前記投影レンズ;
を有する投影装置。 - 前記第1ビーム整合器は偏光ビームスプリッタを有することを特徴とする、請求項1に記載の投影装置。
- 前記第1空間光変調器は透過LCDであることを特徴とする、請求項1に記載の投影装置。
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