JP4819242B2

JP4819242B2 - マイクロディスプレイシステム

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Publication number: JP4819242B2
Application number: JP2001128954A
Authority: JP
Inventors: ピエール・エイチ・ハーツ; チャールズ・ディー・ホーク; イアン・ハードキャッスル
Original assignee: アバゴ・テクノロジーズ・イーシービーユー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド
Priority date: 2000-05-02
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2021-04-26
Also published as: EP1152283A2; DE60112836D1; DE60112836T2; JP2002040425A; EP1152283A3; EP1152283B1; US6362861B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概してビデオ及びグラフィックスマイクロディスプレイシステムに関し、とりわけマイクロディスプレイの照明用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロディスプレイに液晶材料を利用する技術は、比較的新しい。マイクロディスプレイの光学コンポーネントを形成する液晶材料が、透明カバーの下のシリコン集積回路またはピクセルアレイ上に直接配置され、マイクロディスプレイの個々の画素すなわちピクセルをオン／オフする信号が、シリコン集積回路に発生する。
【０００３】
「マイクロディスプレイ」という用語は、典型的な実施態様のディスプレイが、１，０２４×７６８ピクセル（個々のピクセルサイズが約１２μｍ）のアレイを備えており、シリコンダイの面積が約１．３ｃｍ×１ｃｍであることから使用されている。
【０００４】
マイクロディスプレイシステムは、通常の光源からの光を照明装置（illuminator）に通すことによって動作し、その照明装置は、通常の光源からの非偏光を偏光ビームに変換する。次に、偏光ビームは、マイクロディスプレイに送られる。マイクロディスプレイは、光の偏光面が回転するように、または回転しないように光を反射する。次に、光は、検光子の働きをする照明装置に反射によって戻され、偏光面が回転したか否かに従ってピクセルを明るくするか、または暗くする。明るいピクセルと暗いピクセルによって、目に見えるイメージが形成される。
【０００５】
これらのマイクロディスプレイの用途は拡大し続けている。ある用途では、マイクロディスプレイは、デジタルカメラ及びカムコーダ（camcorder）のビューファインダに用いられている。別の用途では、２つのマイクロディスプレイが、眼鏡のようなフレームに固定され、これによって、ユーザには、極めて軽量で、また極めて個人的な仮想コンピュータスクリーンの仮想イメージが見えることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロディスプレイは、携帯できるほど十分に小さいので、バッテリを使用して、マイクロディスプレイを照明するための電力が供給される。バッテリの重量を最小限にとどめ、バッテリの寿命を最大にするためには、マイクロディスプレイの電力消費を最小限に抑えなければならない。大電力消費がマイクロディスプレイの主たる問題の１つである。当該技術では、マイクロディスプレイを照明するために周囲光を利用する試みがなされてきた。しかし、周囲光の強度だけでは、一般に、マイクロディスプレイを十分に照明するには不十分である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、周囲光を利用して、マイクロディスプレイを照明するマイクロディスプレイシステムを提供する。導波路は、導波路の表面を介して周囲光を吸収し、導波路によって捕獲される増補された光を再放出する色素（dye）が埋め込まれている。導波路内における全内反射及び導波路の一方の端部におけるリフレクタからの反射によって、ほぼ全ての光が、光透過性端部を介して、マイクロディスプレイを照明するための照明装置に向けられる。マイクロディスプレイは、複数のピクセルを有し、これらのピクセルは活性化されると、光を反射して、照明装置を介して送り返し、マイクロディスプレイのイメージが見えるようにする。このアプローチによって、電力の使用量が最小限に抑えられ、携帯用マイクロディスプレイシステムにおいてとりわけ有用なバッテリ寿命を伸ばす。
【０００８】
本発明は、周囲光を利用して、マイクロディスプレイをカラーで照明するマイクロディスプレイシステムをさらに提供する。導波路には、周囲光を吸収して、３原色、すなわち、赤、緑、及び青の光を再放出する異なる色素が埋め込まれている。導波路内における全内反射及び導波路の端部におけるリフレクタからの反射によって、再放出光が光透過性端部を介して固体カラーホイールに導かれる。固体カラーホイールは、集積回路によって制御され、ピクセルの活性化と同期してマイクロディスプレイを照明するための照明装置に対して、個々の色の光を選択的に透過させる。ピクセルは、活性化されると、光を反射して、照明装置を介して送り返し、マイクロディスプレイのイメージが見えるようにする。
【０００９】
本発明は、周囲光を利用して、マイクロディスプレイをカラーで照明するマイクロディスプレイシステムをさらに提供する。３つの導波路には、周囲光を吸収して、３原色、すなわち、赤、緑、及び青の光を再放出する異なる色素が埋め込まれている。導波路内における全内反射及び導波路の端部におけるリフレクタからの反射によって、再放出光が光透過性端部を介して液晶（ＬＣ）シャッタに送り込まれる。ＬＣシャッタの各々は、個別に制御されて、マイクロディスプレイを照明するための照明装置に光を送るカプラに対して、それぞれのＬＣシャッタを介したそれぞれの色の光の透過をオン／オフする。マイクロディスプレイは複数のピクセルを有し、これらのピクセルは活性化されると、光を反射して、照明装置を介して送り返し、マイクロディスプレイのイメージが見えるようにする。このアプローチによれば、電力の使用量が最小限に抑えられ、携帯用マイクロディスプレイシステムにおいて特に有用なバッテリ寿命を伸ばす。
【００１０】
本発明は、マイクロディスプレイの補足的な照明のため、導波路用の補助的な電気式光源を備えたマイクロディスプレイシステムをさらに提供する。
【００１１】
本発明に関する以上の及び追加の利点は、添付の図面とともに、以下の詳細な説明を読むことによって当業者には明らかになるであろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
構造：
次に図１を参照すると、デジタルカメラ１０における本発明の典型的な利用が示されている。カメラ１０には、光学部品１２と、電荷結合素子（ＣＣＤ）のようなイメージセンサ１４が含まれる。ＣＣＤ１４は、マイクロディスプレイ１８を制御する集積回路１６に、デジタル化イメージを送る。
【００１３】
マイクロディスプレイ１８には、個々の画素すなわちピクセルのアレイを備えるシリコン集積回路上に直接配置された液晶材料が含まれる。典型的なアレイは、１，０２４×７６８のピクセルアレイ（個々のピクセルサイズは、約１２μｍ）を備えており、シリコンダイは、面積が約１．３ｃｍ×１ｃｍである。液晶は、集積回路１６の制御下においてシリコン集積回路に発生した信号に応答して、ピクセルを活性化し、マイクロディスプレイ１８に向けられる光の偏光面を変化させて、ＣＣＤ１４に取り込まれるイメージを整合させる。
【００１４】
マイクロディスプレイ１８は、通常の非偏光を偏光に変換する偏光子である光ビームスプリッタまたは照明装置２２に光を通して、偏光により照明される。通常の光は、照明装置２２の一方の側に供給され、直角に反射されて、マイクロディスプレイ１８に送り込まれる。マイクロディスプレイ１８は、反射光の偏光面が回転するように、または回転しないような態様で光を反射して送り返す。次に、反射光は、反射によって照明装置２２に送り返され、照明装置２２は、検光子の働きをして、偏光の偏光面が回転したか否かに従って、ピクセルが反射したように、または反射しなかったように（暗く）見せる。
【００１５】
ユーザは、照明装置２２及び接眼レンズまたはビューファインダ２０を介して、マイクロディスプレイ１８のイメージを見る。ユーザがビューファインダ２０で見ると、反射ピクセルと暗いピクセルによって、目に見えるイメージが形成され、反射ピクセルによって、偏光のカラー光が生じる。
【００１６】
本発明の図１の実施態様の場合、導波路２４によって非偏光が供給される。導波路２４は、広い１組の周波数において光を吸収し、別の狭い１組の周波数において光エネルギを放出する、従来の光に応答する色素（dye）２６を含み、低屈折率の被覆が施された、または施されていないガラスまたはプラスチックのような光学材料からなる。導波路は、上部、底部、及び側部表面２８、光透過性前方端３４、及びミラーのような反射デバイス３８を備えた後方端３６によって形成されている。
【００１７】
カメラ１０において、導波路２４は、その表面２８が、周囲光源４０からの通常光にさらされ、表面２８に当たる光の大部分を光透過性前方端３４に送るように整形されている。
【００１８】
次に図２を参照すると、その図には、導波路４２が示され、本発明の導波路の基本的動作原理が示される。図１と同じ構成要素は、同じ番号で示される。例証のため、導波路４２は、直線状に示されているが、もちろん、それが用いられるシステムを利用するマイクロデバイスに適合するために必要な任意の構造にすることが可能である。例えば、導波路４２は、図１の導波路２４を形成するように構成することが可能である。
【００１９】
導波路４２には、色素２６の多数の分子が埋め込まれているが、図２には、やはり例証のため、色素２６の１つの分子だけしか示されていない。色素２６の１つの分子が、周囲光源４０から光を吸収し、再放出光４４として、全方向に再放出する。再放出光４４の大部分は、材料・空気の境界または屈折性被覆からの反射によって導波路４２内に閉じこめられる。後方端３６に向かって再放出された再放出光４４は、反射デバイス３８によって前方に反射され、導波路４２の光透過性前方端３４を通ることになる。
【００２０】
光の透過をより均一なものにするため、オプションとして、光透過性前方端３４に粗仕上げを施し、照明装置２２のための拡散光源を生じさせることも可能である。
【００２１】
次に図３を参照すると、図１と同じ構成要素が同じ番号で示された、本発明の導波路４２Ｒ、４２Ｇ、及び４２Ｇが示される。導波路４２Ｒは、表面２８Ｒ、光透過性前方端３４Ｒ、反射デバイス３８Ｒを備えた後方端３６Ｒ、及び導波路に埋め込まれた色素２６Ｒを備える。導波路４２Ｇは、表面２８Ｇ、光透過性前方端３４Ｇ、反射デバイス３８Ｇを備えた後方端３６Ｇ、及び導波路に埋め込まれた色素２６Ｇを備える。同様に、導波路４２Ｂは、表面２８Ｂ、光透過性前方端３４Ｂ、反射デバイス３８Ｂを備えた後方端３６Ｂ、及び導波路に埋め込まれた色素２６Ｂを備える。この実施態様の場合、色素２６Ｒ、２６Ｇ、及び２６Ｂが、それぞれの表面２８Ｒ、２８Ｇ、及び２６Ｂを介して周囲光を集め、それぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の色の光を再放出する。当該技術者には明らかなように、用途に従って、色の数を増減して、他の色の組み合わせを利用することも可能である。
【００２２】
光透過性前方端３４Ｒ、３４Ｇ、及び３４Ｂには、それぞれの光シャッタまたは液晶（ＬＣ）シャッタ５０Ｒ、５０Ｇ、及び５０Ｂが設けられる。ＬＣシャッタ５０Ｒ、５０Ｇ、及び５０Ｂは、電気信号に応答して、赤、緑、及び青の再放出光のそれぞれの透過を可能にするか、あるいは阻止する。ＬＣシャッタ５０Ｒ、５０Ｇ、及び５０Ｂのもう一方の側には、カプラ５２が設けられる。
【００２３】
カプラ５２は、低屈折率の被覆を施された、または施されていない、ガラスまたはプラスチックのような光学材料からなる導波路である。カプラ５２は、ＬＣシャッタのどれが、光の透過を可能にしているかに応じて、色の付いた光の１つを照明装置２２に送る。例えば、ＬＣシャッタ５０Ｒがオンの場合、導波路４２Ｒを介して再放出された赤色光をカプラ５２に送ることが可能になる。ＬＣシャッタ５０Ｒがオフの場合、導波路４２Ｒを介して再放出された赤色光をカプラ５２に送ることはできない。ＬＣシャッタ５０Ｒ、５０Ｇ、及び５２Ｂは、マイクロディスプレイ１８に連係して動作するように、集積回路１６によって制御される。
【００２４】
次に図４を参照すると、３つの色素２６Ｒ、２６Ｇ、及び２６Ｂの全てを組み込んだ導波路６０が示される。例証のため、図１と同じ構成要素は、同じ番号で示される。導波路６０には、表面２８、光透過性前方端３４、及び反射デバイス３８を備えた後方端３６が含まれる。この実施態様の場合、色素２６Ｒ、２６Ｇ、及び２６Ｂは、それぞれ、表面２８から周囲光を吸収して、赤、緑、及び青の光を再放出し、これらは、白色光として結合する。赤、青、及び緑の色の付いた光を照明装置２２に選択的に送ることを可能にするために、導波路６０は、白色光を、光透過性前方端３４に配置された従来の固体カラーホイール６２に供給する。カラーホイール６２は、マイクロディスプレイ１８と同期して動作するように、集積回路１６によって制御される。
【００２５】
同じ導波路６０を利用し、白色光を用いて、ピクセルに色がついているディスプレイを照明することが可能である。
【００２６】
次に図５を参照すると、２ブランチカプラ７０の一方のブランチに光学的に接続された図２の導波路４２が示される。カプラ７０は、そのもう一方のブランチが補助的な電気式光源７２に光学的に接続されたガラスまたはプラスチックの導波路である。光源７２は、光透過性前方端３４を介して照明装置２２に送ることが可能な補足的な光、または代用の光を導波路４２に供給することが可能である。１つの実施態様では、光源７２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００２７】
次に図６を参照すると、いくつかの補助光源８２、８４、８６、及び８８が表面２８に隣接して配置された、導波路８０が示される。例証のため、図１と同じ構成要素は、同じ番号で示される。光源８２、８４、８６、及び８８は、色素（図示せず）によって集められた周囲光を増補して、導波路８０の光透過性前方端３４を介して再放出される光の強度を増すことが可能である。また、光源８２、８４、８６、及び８８は、導波路８０における特定の赤、緑、青、及び白の色素（図示せず）に供給される光を増補するため、異なる色とすることも可能である。やはり、１つの実施態様では、光源８２、８４、８６、及び８８は、ＬＥＤによって形成される。
【００２８】
次に図７を参照すると、補助光源９０が導波路４２の光透過性前方端３４に配置された、導波路４２が示されている。光源９０は、導波路４２の光路内に形成することが可能である。例示の便宜上、図１と同じ構成要素は、同じ番号で示される。光源９０は、照明装置２２に対する光の妨げにならないように、透明ＬＥＤのように透明にするか、または極めて薄くすることが可能である。やはり、１つの実施態様では、光源９０は、ＬＥＤから形成される。もう１つの実施態様では、光源９０は、導波路４２と一体成形されるか、またはその内部に形成される。
【００２９】
動作：
図１及び図２の実施態様の動作時、周囲光源４０からの光は、導波路２４または４２の表面２８を介して、導波路に埋め込まれた色素２６によって集められる。周囲光は、導波路２４または４２内において屈折され、反射デバイス３８によって反射されて、光透過性前方端３４から送り出される再放出光４４として、色素２６によって再放出される。
【００３０】
再放出された光の大部分は、導波路２４または４２によって閉じこめられるので、光透過性前方端３４から出てくる再放出光４４は、マイクロディスプレイ１８を照明するのに十分である。色素２６が埋め込まれた導波路２４または４２を用いて周囲光を増強することによって、不十分な周囲光に関する問題は解決される。
【００３１】
カラーマイクロディスプレイの場合、図３の実施態様は、３つの導波路４２Ｒ、４２Ｇ、及び４２Ｂから３原色ＲＧＢの光を提供する。この実施態様の場合、色素２６Ｒ、２６Ｇ、及び２６Ｂは、それぞれ、周囲光を集めて、赤、緑、及び青の色の光を再放出する。色の付いた光は、ＬＣシャッタ５０Ｒ、５０Ｇ、及び５０Ｂによって、順次、カプラ５２に送り込まれ、そこから照明装置２２に送り込まれる。カメラ１０の場合、色の付いた光は、照明装置２２によって偏光を施されて、マイクロディスプレイ１８に送られ、そこで、特定の色が所望される、選択されたピクセルが活性化されることになる。特定の色の偏光面は、反射されて、照明装置２２を介して戻される場合には、回転しないので、ユーザのビューファインダ２０に送られることになる。高速のリフレッシュ速度を用いることにより、ユーザは、ビューファインダ２０を介してフルカラーのイメージを見ることになる。
【００３２】
代替として、図４に示すように、単一導波路６０内において３つの色素２６Ｒ、２６Ｇ、及び２６Ｂを混合することも可能である。この実施態様の場合、色素２６Ｒ、２６Ｇ、及び２６Ｂは、それぞれ、周囲光を集めて、赤、緑、及び青の色の光を再放出する。固体カラーホイール６２によって、赤、緑、及び青の色の光を照明装置２２に選択的に送ることが可能になる。上述のように、カメラ１０の場合、色の付いた光は、照明装置２２によって偏光を施されて、マイクロディスプレイ１８に送られ、そこで、特定の色が所望される、選択されたピクセルが活性化されることになる。特定の色の偏光面は、反射されて、照明装置２２を介して戻される場合には、回転しないので、ユーザのビューファインダ２０に送られることになる。やはり、高速のリフレッシュ速度を用いることにより、ユーザは、ビューファインダ２０を介してフルカラーのイメージを見ることになる。
【００３３】
低光量状態が生じる場合、導波路４２に加えて、図５に示すような補助的な電気式光源７２が設けられる。補助的な電気式光源７２は、低光量状態にあるマイクロディスプレイ１８を照明するために、あるいは必要時に、周囲光を増補するために利用される。
【００３４】
照明装置２２がビームスプリッタであるため、補助的な電気式光源７２は、カプラ７０を用いずに、それに隣接することも可能であるが、照明装置２２の導波路４２と同じ側に配置しなければならない。
【００３５】
図６の実施態様の場合、カラー光源または白色光源８２、８４、８６、及び８８は、色素によって集められた周囲光を増補し、導波路８０から再放出される光を増強する。白色光の場合、図４のカラーホイールが必要になるが、色の付いた光の場合、図６のシステムで十分である。
【００３６】
図７の実施態様の場合、補助的な電気式光源９０は、周囲光を補足するため、導波路４２の光路に沿って、導波路４２の光透過性前方端３４に配置されている。その動作は、他の実施態様に関する上記説明から明らかである。
【００３７】
当該技術者には明らかなように、マイクロディスプレイ１８が反射タイプであるので、照明装置２２は、マイクロディスプレイ１８とビューファインダ２０との間に配置される。マイクロディスプレイ１８が、光の液晶通過を可能にするか、または阻止する透過タイプである場合、マイクロディスプレイ１８は、照明装置２２とビューファインダ２０とのちょうど間に配置される。
【００３８】
特定の最良の態様に関連して本発明の説明を行ってきたが、もちろん、以上の説明に鑑みて、当該技術者には、多くの代替案、修正案、及び変更案が明らかになるであろう。例えば、矩形断面の導波路ではなく、円形または楕円形の断面のような他の形状及び形態の導波路を代用することも可能である。従って、本発明は、特許請求の範囲の範囲内にあるこうした全ての代替案、修正案、及び変更案を包含することが意図される。本明細書に記載の、あるいは添付の図面に示された全ての事項は、例証を意図したものであって、制限を意図したものではないと解釈されるべきである。
【００３９】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
１．周囲光を利用するマイクロディスプレイシステムであって、
マイクロディスプレイ（18）と、
受光表面、光透過性の第１の前方端、及び第１の反射デバイスが設けられた第１の後方端を有する第１の導波路（24）であって、前記受光表面を介して前記周囲光を吸収し、光を再放出する第１の色素（26）が埋め込まれており、前記再放出された光を閉じこめて、前記光透過性の第１の前方端を介して前記再放出された光を送り出す、第１の導波路（24）と、及び
前記第１の導波路（24）の前記光透過性の第１の前方端に光学的に結合されて、前記再放出された光を受け取り、前記再放出された光で前記マイクロディスプレイ（18）を照明するための照明装置（22）とを含む、マイクロディスプレイシステム。
２．前記光透過性の第１の前方端に、粗面が設けられている、上記１に記載のマイクロディスプレイシステム。
３．前記マイクロディスプレイ（18）を見るための接眼レンズ（20）を含み、
前記照明装置（22）が、前記マイクロディスプレイ（18）と前記接眼レンズ（20）との間に配置される、上記１に記載のマイクロディスプレイシステム。
４．前記マイクロディスプレイ（18）を見るための接眼レンズ（20）を含み、
前記マイクロディスプレイ（18）が、前記照明装置（22）と前記接眼レンズ（20）との間に配置される、上記１に記載のマイクロディスプレイシステム。
５．前記第１の導波路（24）に、第２の色素（26G）及び第３の色素（26B）がさらに埋め込まれ、前記第１の色素（26）が周囲光を吸収して、第１の色の光を再放出し、前記第２の色素（26G）が、周囲光を吸収して、第２の色の光を再放出し、前記第３の色素（26B）が、周囲光を吸収して、第３の色の光を再放出する、上記１に記載のマイクロディスプレイシステム。
６．前記第１の導波路（24）と前記照明装置（22）との間に配置されて、前記第１、第２、及び第３の色の再放出された光を前記照明装置（22）に選択的に供給するためのカラーホイール（62）を含む、上記５に記載のマイクロディスプレイシステム。
７．前記第１、第２、及び第３の色が、それぞれ、赤、緑、及び青である、上記６に記載のマイクロディスプレイシステム。
８．前記第１の色素（26R）が、周囲光を吸収して、第１の色の光を再放出し、
第２の受光表面、第２の光透過性前方端、及び第２の反射デバイスが設けられた第２の後方端を有し、前記周囲光を吸収して、第２の色の光を再放出する第２の色素（26G）が埋め込まれている、第２の導波路（42G）と、
第３の受光表面、第３の光透過性前方端、及び第３の反射デバイスが設けられた第３の後方端を有し、前記周囲光を吸収して、第３の色の光を再放出する第３の色素（26B）が埋め込まれている、第３の導波路（42B）とを含み、
前記照明装置（22）が、前記第２の導波路（42G）の前記第２の光透過性前方端、及び前記第３の導波路（42B）の前記第３の光透過性前方端に光学的に結合される、上記１に記載のマイクロディスプレイシステム。
９．前記第１の導波路（24）の前記第１の光透過性前方端にあり、前記第１の色の光を前記照明装置に選択的に供給するための第１の光シャッタ（50R）と、
前記第２の導波路（42G）の前記第２の光透過性前方端にあり、前記第２の色の光を前記照明装置に選択的に供給するための第２の光シャッタ（50G）と、
前記第３の導波路（42B）の前記第３の後方端に結合されて、前記第３の色の光を前記照明装置に選択的に供給するための第３の光シャッタ（50B）とを含む、上記８に記載のマイクロディスプレイシステム。
１０．第１、第２、及び第３の導波路（42R、42G、42B）のそれぞれの第１、第２、及び第３の光透過性前方端に結合された導波路カプラ（52）を含み、前記カプラ（52）が、前記第１、第２、及び第３の光シャッタ（50R、50G、50B）と前記照明装置（22）との間に配置される、上記９に記載のマイクロディスプレイシステム。
【００４０】
【発明の効果】
本発明により、周囲光を利用して、マイクロディスプレイを照明するマイクロディスプレイシステムが提供される。周囲光を利用することにより、電力使用量が最小限に抑えられ、携帯型システムにおいて有用なバッテリ寿命を伸ばすことを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を取り入れたカメラの等角図である。
【図２】本発明の単一色のマイクロディスプレイシステムの部分的に切り取られた等角図である。
【図３】本発明の代替の実施態様のマルチカラーマイクロディスプレイシステムに関する等角図である。
【図４】本発明のマルチカラーマイクロディスプレイシステムの代替の実施態様に関する等角図である。
【図５】補助的な電気式光源を備えた本発明のマイクロディスプレイシステムの代替の実施態様に関する等角図である。
【図６】別の補助的な電気式光源を備えた本発明のマイクロディスプレイシステムの代替の実施態様に関する概略図である。
【図７】さらに別の補助的な電気式光源を備えた本発明のマイクロディスプレイシステムの代替の実施態様に関する概略図である。
【符号の説明】
18 マイクロディスプレイ
20 接眼レンズ
22 照明装置
24、42R、42G、42B 導波路
26、26R、26G、26B 色素
50R、50G、50B 光シャッタまたは液晶シャッタ
52 カプラ

Claims

周囲光を利用するマイクロディスプレイシステムであって、
本体（10）と、
前記本体（10）内に設けられたマイクロディスプレイ（18）と、
前記本体（10）内に設けられ、受光表面、光透過性の第１の前方端、及び第１の反射デバイスが設けられた第１の後方端を有する第１の導波路（24）であって、前記受光表面を介して前記周囲光を吸収し、光を再放出する第１の色素（26）が埋め込まれており、前記再放出された光を閉じこめて、前記光透過性の第１の前方端を介して前記再放出された光を送り出す、第１の導波路（24）と、
前記第１の導波路（24）の前記光透過性の第１の前方端に光学的に結合されて、前記再放出された光を受け取り、前記再放出された光で前記マイクロディスプレイ（18）を照明するための照明装置（22）と、
前記照明装置を照明するように配置された補助的な電気式光源とを含み、
前記補助的な電気式光源が、２つのブランチを有する導波路カプラを含み、前記２つのブランチの一方が前記第１の導波路に接続され、前記２つのブランチの他方が前記補助的な電気式光源に接続され、前記導波路カプラが前記第１の導波路および前記補助的な電気式光源から前記照明装置を照明するように配置されているか、又は
前記補助的な電気式光源が前記第１の導波路の側部表面に隣接して配置されているか、又は
前記補助的な電気式光源が前記第１の導波路の内部に配置されている、マイクロディスプレイシステム。
前記光透過性の第１の前方端に、粗面が設けられている、請求項１に記載のマイクロディスプレイシステム。
前記マイクロディスプレイ（18）を見るための接眼レンズ（20）を含み、
前記照明装置（22）が、前記マイクロディスプレイ（18）と前記接眼レンズ（20）との間に配置される、請求項１又は２に記載のマイクロディスプレイシステム。
前記マイクロディスプレイ（18）を見るための接眼レンズ（20）を含み、
前記マイクロディスプレイ（18）が、前記照明装置（22）と前記接眼レンズ（20）との間に配置される、請求項１又は２に記載のマイクロディスプレイシステム。
前記第１の導波路（24）に、第２の色素（26G）及び第３の色素（26B）がさらに埋め込まれ、前記第１の色素（26）が周囲光を吸収して、第１の色の光を再放出し、前記第２の色素（26G）が、周囲光を吸収して、第２の色の光を再放出し、前記第３の色素（26B）が、周囲光を吸収して、第３の色の光を再放出する、請求項１〜４の何れか１項に記載のマイクロディスプレイシステム。
前記第１の導波路（24）と前記照明装置（22）との間に配置されて、前記第１、第２、及び第３の色の再放出された光を前記照明装置（22）に選択的に供給するためのカラーホイール（62）を含む、請求項５に記載のマイクロディスプレイシステム。
前記第１、第２、及び第３の色が、それぞれ、赤、緑、及び青である、請求項６に記載のマイクロディスプレイシステム。
前記第１の色素（26R）が、周囲光を吸収して、第１の色の光を再放出し、
第２の受光表面、第２の光透過性前方端、及び第２の反射デバイスが設けられた第２の後方端を有し、前記周囲光を吸収して、第２の色の光を再放出する第２の色素（26G）が埋め込まれている、第２の導波路（42G）と、
第３の受光表面、第３の光透過性前方端、及び第３の反射デバイスが設けられた第３の後方端を有し、前記周囲光を吸収して、第３の色の光を再放出する第３の色素（26B）が埋め込まれている、第３の導波路（42B）とを含み、
前記照明装置（22）が、前記第２の導波路（42G）の前記第２の光透過性前方端、及び前記第３の導波路（42B）の前記第３の光透過性前方端に光学的に結合される、請求項１に記載のマイクロディスプレイシステム。
前記第１の導波路（24）の前記第１の光透過性前方端にあり、前記第１の色の光を前記照明装置に選択的に供給するための第１の光シャッタ（50R）と、
前記第２の導波路（42G）の前記第２の光透過性前方端にあり、前記第２の色の光を前記照明装置に選択的に供給するための第２の光シャッタ（50G）と、
前記第３の導波路（42B）の前記第３の前方端に結合されて、前記第３の色の光を前記照明装置に選択的に供給するための第３の光シャッタ（50B）とを含む、請求項８に記載のマイクロディスプレイシステム。
第１、第２、及び第３の導波路（42R、42G、42B）のそれぞれの第１、第２、及び第３の光透過性前方端に結合された導波路カプラ（52）を含み、前記カプラ（52）が、前記第１、第２、及び第３の光シャッタ（50R、50G、50B）と前記照明装置（22）との間に配置される、請求項９に記載のマイクロディスプレイシステム。