JP4839218B2

JP4839218B2 - ピクセルシフトカラー投射システム

Info

Publication number: JP4839218B2
Application number: JP2006535390A
Authority: JP
Inventors: ウィリス，ドナルド，ヘンリー; ベイヤーズ，ビリー，ウェズリー; ジュニア，エスティル，ソーンホール; ダイス，マイケル，スコット
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: US20070109502A1; JP2007509367A; MXPA06003924A; WO2005039191A1; US7549756B2; EP1673946A1; KR20060096047A; KR101136674B1

Description

本発明は、一般的に投射システムに係り、より特には、離散カラーピクセルのパターンがシフトされるマイクロ・ディスプレイを有する投射システムに係る。

反射型光エンジン又はデジタル光パルス（ＤＬＰ（登録商標））イメージャ等のイメージャを使用するマイクロ・ディスプレイ投射システムは、カラー画像又は映像投射装置（例えばリア投射テレビジョン（ＲＰＴＶ））においてますます利用されている。従来の投射システムにおいては、図１中に図示する通り、光源１０が与えられ、この場合は、ＵＨＰランプが白色光（即ち全カラースペクトル）を生成する。光源１０からの光は、複数のダイクロイック・フィルタリング要素を有するカラーホイール２０を通過し、各要素は、青色、緑色、及び赤色のうち１色の光帯が通過し且つ他の色の光を反射することを可能とする。カラーホイール２０は、回転され、青色、緑色、及び赤色の光帯の時間的パターンがカラーホイールを通過するようにする。カラーホイールは、典型的には、ビデオ画像の各フレーム中に各原色に対して少なくとも１つの原色の周期を作るよう十分に早く回転される。ホイールをより早く回転させること、又は、原色のうち１つ又はそれ以上に対して複数のフィルタ区分を使用することは、観察者がディスプレイシステムの連続的なカラー特性を検出することを可能とする色分解アーチファクトを作り出すことができる。例えば、レインボー効果とも称される色割れは、順次に点滅する色を有して回転するカラーホイールを通過する光によってもたらされ、観察面の一方から他方へ素早く見る際、又は、観察面から画面外の対象へと素早く目が離れる際、典型的には明るい対象物を追って虹状の縞模様の瞬間的な点滅として見える。追加的には、カラーエッジ効果は、画面にわたって動く対象物の先端で順次のカラー光ビームにおける三原色のうちの１つの点滅として現れ、色分解アーチファクトも作り出し得る。

インテグレータ３０は、光源１０から光帯を受ける。該光源は、カラーホイール２０を通過することを可能とされ、光帯をリレーオプティクス４０を介して全内部反射（ＴＩＲ）プリズム５０へと方向付ける。ＴＩＲプリズム５０は、光帯をＤＬＰ（登録商標）イメージャ等のイメージャ６０上へと屈折させる。イメージャは、光ビームの個別のピクセルの強度を変調し、ＴＩＲプリズム５０を介して投射レンズシステム７０へと反射し戻す。投射レンズシステム７０は、見える画像を形成するよう画面（図示せず）上に光ピクセルを集束する。カラービデオ画像は、全カラー画像を形成するよう観察者の目によって変調される三色（青色、緑色、及び赤色）の各々のピクセルの早い連続的なマトリクスによって形成される。

本明細書中、及び従来技術の実践と同様に、ピクセルという語は、画像の小さな範囲又はドット、光透過の対応する部分、及び光透過を作り出すイメージャの部分を指すよう使用される。

ＤＬＰ（登録商標）イメージャ６０は、マイクロミラーのマトリクスを有し、光をＴＩＲプリズム５０を介して投射レンズシステム７０へと反射する角度と、光を屈折させる角度との間で可動であり、投射レンズシステム７０によって投射されないようにされる。各マイクロミラーは、ＤＬＰ（登録商標）イメージャ６０に対してアドレスされたビデオ信号に同様に関連し特定のマイクロミラーの角度の連続性に依存して所望の強度の光のピクセルを反射する。故に、ＤＬＰ（登録商標）イメージャ６０においてイメージャの各マイクロミラー又はピクセルは、その上に入射する光を、変調された分離光信号又はピクセルのマトリクスを形成するよう、イメージャ又は光エンジンに入力されたグレースケール因子に従って変調する。

しかしながら、従来のＤＬＰ（登録商標）イメージャには複数の問題がある。カラーホイールは、反射される色を有する光が典型的には損失されるため、光を無駄にする。また、色分解又は色割れアーチファクトは、上述された通り、投射システムの画質を低下させる。追加的には、各マイクロミラーは、各フレームに対する３つの色帯の各々に対して１２回まで回転し得、フレーム速度を制限し、機械的信頼性に悪影響を及ぼす。このように、色分解又は色割れのアーチファクトを低減するシステム、及び／又は改善された解像度及び改善された信頼性を有するシステムが必要とされる。

本発明は、低減された機械的動作及び／又は更に高い解像度を有するマイクロ・ディスプレイを使用するフルカラー画像を投射する投射システムを与えることを目的とする。

一実施例では、投影システムは、出力端部を有するインテグレータを有し、そこに出力ウィンドウのマトリクスを有する。イメージャは、光のピクセルを変調する。光シフト装置は、光のピクセルのマトリクスを、カラー画像として見える、広がる異なる色の光の単色ピクセルのパターンを時間的に形成するよう、及び／又は、解像度を向上させるために以前に投射された光のピクセルの位置の間で光のピクセルを投射するよう、シフトさせる。

本発明は、これより添付の図面を参照して説明される。

本発明は、単色ピクセルのパターンのシフトにより投射システムの更に優れた解像度及び／又は低減された機械的動作を有するビデオ画像を投射する、テレビジョン受像機ディスプレイ等に対するカラー投射システムを与える。図２中に図示する一実施例では、白色光がランプ１１０によって生成され、放物面反射鏡１１１によってインテグレータ１２０へと方向付けられる。一実施例では、ランプ１１０は、投射ディスプレイシステムにおける使用に対して適切である強度の多波長出力ランプである。このための適切なランプ１１０は、ＵＨＰランプであり、投射システムに対する光源として従来技術では周知である。ランプ１１０の光出力は、インテグレータ１２０に対して結合される。インテグレータ１２０は、所定の矩形の縦横比及びイメージャ１４０の寸法に対応する寸法においてランプの光出力をイメージャ１４０に向かって方向付けるよう、矩形のシリンダとして形成される。この実施例では、インテグレータ１２０は、周辺面１２６を有し、その全体の略周囲に延びる銀めっき等の反射被覆を有する。図５を参照すると、インテグレータ１２０の入力端部１２２は、ランプからの光が通る透過部分１２５及び反射部分１２３を形成するよう、選択的に塗布された同様の反射被覆を有し、光を周辺面１２６内及び該面に沿って内面的に反射する。同様に、図３を参照すると、出力端部１２８は、反射部分１２７及び複数の透過部分又はウィンドウ１２３を有するよう形成される。ウィンドウ１２３は、複数の開口を有し得、該開口を介して光は、内部から出力端部１２８を介して通ることを可能とされる。各ウィンドウ１２３は、選択された光の色又は帯の通過を可能とすると同時に他の光の色がそこを通過することを阻止するよう適用されたフィルタ１２４を有する。例えば、図４中に図示される通り、フィルタ１２４Ｒは、インテグレータ１２０から外への赤色光の通過を可能とすると同時に、フィルタ１２４Ｂは、インテグレータ１２０から外への青色光の通過を可能とし、また、フィルタ１２４Ｇは、インテグレータ１２０から外への緑色光の通過を可能とする。したがって、各ウィンドウ１２３は、選択されたウィンドウ１２３にわたって選択フィルタ１２４を適用することによって同一の色の光を常に透過するよう選択され得る、ことを当業者は十分に理解し得る。更には、反射部分１２７は、徐々に再び出力端部に向かってウィンドウ１２３を介して再度方向付けられるよう、入射光をインテグレータ１２０へ且つ内部面にわたって反射し戻す役割を果たす、ことが理解及び認識されるべきである。これは、照射を保護し、インテグレータ１２０を介する光減衰を低減する役割を果たす。

図３中に図示する通り、出力ウィンドウ１２３のマトリクスは、インテグレータ１２０の出力端部１２８に位置決めされ、矩形のグリッドにおいて配置される。各出力ウィンドウ１２３は、青色、緑色及び赤色の光帯のうちの１つを透過させると同時に他の光帯を反射するそれに関連付けられた単色フィルタ１２４を有する。単色フィルタは、従来技術において既知であり、ここでは説明されない。出力ウィンドウ１２３は、以下に説明されるが、ＤＬＰ（登録商標）イメージャのマイクロミラーを有する相関関係に対応し、個別のマイクロミラーの寸法より小さいか同等である寸法を有する。故に、各フィルタされたウィンドウは、個別のマイクロミラーの寸法より小さい又は同等である単色光のピクセルを通す。

一実施例では、単色フィルタ１２４は、図４中に図示する通り、カラー・パターンにおいて与えられる。出力ウィンドウ１２３の第１の列は、交互の赤色フィルタ１２４Ｒ及び緑色フィルタ１２４Ｇ、即ち、夫々赤色及び緑色の光のみを通す又は透過するフィルタを有する。出力ウィンドウ１２３の第２の列は、交互の緑色フィルタ１２４Ｇと青色フィルタ１２４Ｂ、即ち、夫々緑色及び青色の光のみを通す又は透過するフィルタを有する。例えば、第３の列は、第１の列と同様であり、第４の列は、第２の列と同様である。フィルタ１２４は、各赤色フィルタ１２４Ｒ及び各青色フィルタ１２４Ｂが緑色フィルタ１２４Ｇに水平方向及び垂直方向に近接するよう、位置付けられる。

再度図２を参照すると、フィルタされた出力ウィンドウ１２３は、多種の色の単色光ピクセルのマトリクスを、リレー光学システム１３０を介して、イメージャ１４０上へと通す。イメージャ１４０は、イメージャ１４０に対してアドレスされたビデオ信号に応答してピクセルごとに単色光のピクセルのマトリクスを変調する。上述された実施例では、イメージャ１４０は、デジタル・マイクロ・ディスプレイ（ＤＭＤ）であり、より特にはＤＬＰ（登録商標）イメージャである。イメージャ１４０は、イメージャのピクセルに対して与えられる信号に依存して、交互に、投射経路に沿ってマイクロミラー上に入射する光のピクセルを屈折、あるいは、投射経路から離れて屈折させるマイクロミラーの矩形のグリッドを有する。各マイクロミラーは、そのフレームに対するピクセルの強度を変調するよう所定の回数位置付けられる（即ち、変調周期において所定のビット数を有する）。ピクセルは、投射経路に沿って屈折される光のごく一部分によって時間的に変調される。例えば、変調周期において１２ビットを有するマイクロミラーは、各々１２回オン又はオフされる（即ち、マイクロミラーは、オン位置又はオフ位置に対して１２回回転される）。１２ビットを有して６回オンになるピクセル又はマイクロミラーは、最大強度の半分を有して光のピクセルを投射する。故に、イメージャ１４０は、最低限の同社の投射システムの投射経路に沿って時間的に変調された光の単色ピクセルを屈折させる。

リレーミラー１５０は、時間的に変調された光の単色ピクセルのマトリクスを投射レンズシステム１６０へと反射するよう、投射経路において位置付けられ、可視の画像を形成するよう画面（図示せず）上へと光のピクセルを投射する。リレーミラー１５０は、ピクセルを画面上で１ピクセル位置分垂直にオフセットするよう非常に小さい角度にわたって回転するよう構成される。故に、第１のピクセル位置での光の連続ピクセルは、赤色であり、続いてマトリクスがシフトされた後は緑色である。このシフトは、単一のフレーム内で実行され、目は、赤色及び緑色の光のいずれをも有する光の単一ピクセルを形成するよう２つの光のピクセルを共に混合する。単色の白い画像が投射される際、このピクセルは、図６中に最もよく図示される通りシアン（Ｒ／Ｇ）である。近接する垂直方向のピクセル位置においては、連続する緑色及び赤色のピクセルは、夫々、ミラーがシフトされる前後に投射される。水平方向に近接するピクセル位置では、光の緑色及び赤色のピクセルは、夫々ミラーがシフトされる前後に投射される。故に、単色の白色画像は、図６中に図示される通り、ミラー１５０によるピクセルの垂直方向のシフトにより、シアン（緑色及び赤色）及び黄色（緑色及び青色）の交互の列を作る。列は、幅において単一のピクセルであるため、目によって混合され、カラー画像は、近接するピクセルが観察者の目によって混合される際に、フルカラー画像を作り出すよう投射される。このようにして、マイクロミラーは、各ピクセル位置上で３つの異なる色を投射するよう要求される通り、３つではなく各ビデオフレームに対する２つの変調周期を完了する必要があるのみである。また、リレーミラーは、ビデオフレーム中に１度回転する必要があるのみであり、非常に小さな調整は、画面でピクセルをシフトするよう求められる。この最低限の動作の配置は、消費電力を低減し、信頼性及び場合によってはフレーム速度を増加する。

本発明の他の実施例は、図７中に図示される。他の投射システムは、インテグレータ１２０に対して光学的に結合されるよう白色光を透過するランプ１１０を有する。該ランプは、撮像レンズ１３０を介してマイクロ・ディスプレイ３２へと光を出力する。光は、マイクロ・ディスプレイ３２からシフト板３４を介して投射レンズ１６０へ通過し、「図示されていない」画面に画像を出力する。以下に、上述された実施例と異なるシステムのそれらの部分が、更に詳細に説明される。

この実施例のマイクロ・ディスプレイ３２は、デジタル光パルス（ＤＬＰ（登録商標））マイクロ・ディスプレイであり、投射システム内のピクセルに各々対応する複数のマイクロミラーを有する。適用されたフィルタ２９各を上に有するウィンドウ１２３は、常に同一の色の光を有してマイクロ・ディスプレイ３２の特定のマイクロミラーを照射するよう選択される。マイクロ・ディスプレイ３２は、従来技術で周知の通り、入力ビデオ信号を有して各ピクセルを変調するよう操作される。マイクロ・ディスプレイ３２のピクセル出力は、続いて、シフト板３４を通過される。シフト板３４は、光路に対して角度的に方向を合わせられ、複数の出力位置の間で僅かに回転され得るよう取り付けられた選択された厚さの光透過性材料を有する。シフト板３４は、屈折によって所望の量、例えば、その出力上の１／２又は１ピクセルの長さ分、入力画像をシフトするよう回転され得る。投射レンズ１６０は、シフト板３４から出力を受け、それを画面上へと投射する。

図８中に図示する通り、フィルタ２９は、順次に配置され、赤色フィルタ２９Ｒが青色フィルタ２９Ｂによって、続いて緑色フィルタ２９Ｇによって列に沿って続けられる。続いて、パターンは、赤色、続いて青色、続いて緑色を有する該列に沿って続く。図８のアレイは、配置の順次的な特性を例証したに過ぎないこと、及び、いかなる寸法のアレイもイメージャ及びシステムの必要条件に基づいて作られ得ることが理解されるべきである。第２の列は、緑色フィルタ２９Ｇから始まり、続いて赤色、青色、緑色である色の同一のオーダを有して進む。最後に、第３の列は、青色フィルタ２９Ｂから始まり、続いて同一のパターン、即ち、フィルタを有する全体のアレイを満たす緑色、赤色、青色で続く。

使用にあたり、マイクロ・ディスプレイ３２は、各個別のマイクロミラーで光の一定色を受け、続いて、ビデオ入力信号に従って各ピクセルを変調する。図９を参照すると、連続的な変調間隔中に、対物レンズ１６０入力３７について連続が図示される。これらの図面中、参照符号Ｒは赤色ピクセルを示し、参照符号Ｂは青色ピクセルを示し、参照符号Ｇは緑色ピクセルを示す。第１の変調間隔の後、シフト板３４は、わずかにチルトされ、投射レンズ１６０上に入射した光がこの実施例では２ピクセルの長さ又は１マイクロミラーの長さである選択されたピッチ分をシフトするようにする。第２の変調間隔においては、以前に赤色光を受けていたピクセル位置は、緑色光を受け、以前に緑色光を受けていたピクセルは、青色光を受ける。同様に、青色光を受けていたピクセルは、赤色光を受ける。第３の変調時間間隔では、シフト板３４は、再度動かされ、光が他のミラーピッチをシフトして各ピクセル位置に対して最終的な原色を追加する。次に、シフト板３４は、画像を１ピクセルピッチ又は１／２のマイクロミラーピッチ分シフトし戻し、該工程は、反復され、三原色の各々を有して以前に照射されていた第１のピクセルの中間に同一の列内にピクセルを追加する。これは、列ごとにマイクロミラーがあるため、一列あたり２倍のピクセルを有して１列おきのピクセルを表示する、有利な結果を有する。シフト板２４は、前の２工程段階を反復することによって列間を満たすよう１ピクセル分、下方向にシフトされる。

他の実施例では、フィルタは、図３中図示される通りに構成されたインテグレータの出力を有するよう取り除かれ得るため、インテグレータは、各ウィンドウ２８を介して入射光の全ての色を通し、カラーホイールはシステムへと追加し戻され得、図１中の通り位置付けられ得る。この実施例では、光の色は、カラーホイールの位置に従って、インテグレータ１２０を介して順次に通る。マイクロ・ディスプレイ３２は、変調間隔内の各色の全体的アレイを変調し、続いて、連続的な変調間隔において次に連続的な色の全体的アレイを変調し、最後に次の連続的な変調間隔において第３の色を変調する。これによって、インテグレータのウィンドウ２８によって定義付けられた各ピクセルは、シフト板３４を動かすことなくフルカラー画像を形成するよう各色を有して連続的に照射される。シフト板３４は、続いて、改善された解像度に対して出力されたインテグレータ上の反射部分２７によって定義付けられた追加的なピクセルを充填するよう、チルト又は動かされる。

この実施例は、有利には、マイクロ・ディスプレイ中のマイクロミラーのアレイが、システムの解像度を向上させて、投射レンズ上の比較的より大きなアレイを順次に照射することを可能とする。

他の実施例では、図１０中に図示する通り、投射システムは、インテグレータ１２０に対して光学的に結合された白色光を透過する照明器具１１０を有し、光を、撮像レンズアレイ１３０を介してＴＩＲプリズム３１及びマイクロ・ディスプレイ３２上に出力する。光は、マイクロ・ディスプレイからＴＩＲプリズム３１を介して１つ又はそれ以上のピクセル・シフトホイール２３４及び投射レンズ１６０へと通り、画面（図示せず）に対して画像を出力する。この投射システムの独特の構成要素は、これより更に詳細に説明される。

ランプ１１０、インテグレータ１２０、リレーレンズ１３０、マイクロ・ディスプレイ３２、及び投射レンズ１６０は、図７中に図示され上述されたものと同一である。ＴＩＲプリズムは、図１中に図示され上述されたＴＩＲプリズムと同様である。

図７中に図示され上述されたシフト板３４の代わりに、本実施例は、屈折によって単色光の離散ピクセルをシフトするよう機能するシフトホイール２３４を有する。図１１中に図示する通り、１つ又はそれ以上のピクセル・シフトホイール２３４は、１つ又はそれ以上の非屈折区分５１によって角度方向において互いに分けられた１つ又はそれ以上の屈折区分５２を有する。ピクセル・シフトホイール２３４は、マイクロ・ディスプレイ３２によって変調されたピクセルの全ての位置を、他の色のピクセルに近接する連続的な位置に対して、全てのピクセル上の全三原色を得るよう同一のピクセル位置上へとシフトし、したがって色分解アーチファクトを低減させる。

図１２中に図示する通り、ピクセル・シフトホイール２３４は、マイクロ・ディスプレイ３２からの光出力２３７に対して平行ではない軸２３５上で回転する。その代わり、ピクセル・シフトホイール２３５は、光出力２３７に対して角度をなされ、光出力が屈折されるようにし、光出力２３７における各ピクセルの位置をシフトする。更には、ピクセル・シフトホイール２３４は、各屈折区分５２の特性に依存して、全てのピクセルの位置を略同一の量及び方向でシフトする。ピクセル・シフトホイール２３４が、軸２３５の周囲で回転する際、ホイールの異なる角度区分が、光出力２３７の経路において位置付けられ、異なるシフト方向及び／又は量を生む。シフトの量及び／又は方向は、１つ又はそれ以上の屈折区分の解像度に依存し、該区分を介して光出力２３７が移動する。シフトが十分高い頻度で行われる場合、目は、全てのシフトされたピクセルの位置からもたらされる結果を統合する。投射レンズ１６０は、光出力２３７を１つ又はそれ以上のシフトホイール２３４を通過した後に受け、画面（図示せず）上に投射する。追加的には、表示された画像の解像度は、シフトされない画像に対する各ピクセル位置の間の位置に、ピクセルを空間的にシフトすることによって強化され得る。

使用にあたり、図１０中のマイクロ・ディスプレイ３２は、図８中に図示されたフィルタのパターンにより、各夫々のマイクロミラーで光の一定色を受ける。マイクロ・ディスプレイ３２は続いて、画像入力信号に従って各ピクセルを変調する。
図９を参照すると、連続的な変調間隔中の一連の投射レンズ入力（すなわち、ピクセル・シフトホイール２３４を通った後の光出力２３７）に関しての連続性が図示される。これらの図面中、参照符号Ｒは赤色ピクセルを示し、参照符号Ｂは青色ピクセルを示し、参照符号Ｇは緑色ピクセルを示す。非屈折区分５１が光出力２３７にそろえられる際、個別のピクセルは、シフトされることなく投射レンズに入る。非屈折区分５１のあと、ピクセル・ホイール２３４は、回転され、第１の屈折区分５２は、光出力２３７とそろえられ、本実施例では２ピクセルの長さである投射レンズ１６０上の入射光が選択されたピッチ分をシフトされるようにする。第１の屈折区分５２に対して、以前に赤色光を受けていたピクセル位置は、緑色光を受け、以前に緑色光を受けていたピクセルは、青色光を受ける。同様に、ピクセル・シフトホイール２３４の回転以前に青色光を受けていたピクセルは、赤色光を受ける。
第２の屈折区分５２に関しては、第１の屈折区分とは異なり、ピクセル・シフトホイール２３４は再度回転し、光は各ピクセル位置に対して最終的な原色を追加するようシフトする。

任意で、１つ又はそれ以上のピクセル・シフトホイール２３４上の第３の屈折区分（図示せず）は、画像を１ピクセルピッチ又は略１／２のマイクロミラーピッチ分シフトし戻し、該工程は、繰り返され、三原色の各々を有して以前に照射されていた第１のピクセル間で同一の列内にピクセルを追加する。これは、列ごとにマイクロミラーがあるため、一列あたり２倍のピクセルを有して１列おきのピクセルを表示する、有利な結果を有する。１つ又はそれ以上のピクセル・シフトホイール２３４上の第４の屈折区分（図示せず）は、続いて、前の工程段階を反復することによって列間を満たすよう１ピクセルのピッチ分、下方向にシフトされ得る。

他の実施例では、フィルタは、インテグレータの出力が各ウィンドウ２８を介して入射光の全色を通すよう取り除かれ得、カラーホイールは、計に追加し戻されて図１中の通り位置決めされ得る。この実施例では、光の色は、カラーホイールの位置に従ってインテグレータ１２０を介して連続的に通過する。マイクロ・ディスプレイ３２は、変調間隔内で１つの色の全体のアレイを変調し、続いて、その後の変調間隔において次に続く色の全体的なアレイを変調し、最後に、第３の色は、次の変調間隔において変調される。これによって、インテグレータ１２０のウィンドウ２８によって定義付けられた各ピクセルは、解像度を改善するよう上述された通り１つ又はそれ以上のピクセル・シフトホイール２３４を使用してフルカラー画像を形成するよう各色を有して連続的に照射される。

前述は、本発明を実行する複数の可能性を例示したものである。多くの他の実施例が、本発明の範囲及び趣旨内で可能である。従って、前述の説明は、制限的ではなく例示的なものとしてみなされること、及び、本発明の範囲は、添付の請求項及び全ての同等のものによって与えられることが意図される。

従来のデジタル光パルス（ＤＬＰ（登録商標））投射システムの線図である。本発明の一実施例に従った投射システムの線図である。図２中の投射システムからのインテグレータの入力端部の端面図である。図２及び図３中のインテグレータの出力端部の端面図であり、インテグレータの出力ウィンドウ上の単色フィルタのパターンを図示する。図３のインテグレータの入力ウィンドウを図示する。図２中の投射システムによって投射された広がるピクセルのパターンを図示する。本発明の他の実施例に従った投射システムの線図である。図７中の投射システムに対するインテグレータの出力端部の端面図であり、インテグレータの出力ウィンドウ上の単色フィルタのパターンを図示する。図７中の投射システムに対するイメージャ出力の図であり、連続するカラー充填材を図示する。本発明の他の一実施例に従った投射システムの線図である。図１０中の投射システムからのピクセル・シフトホイールの平面図である。図１０中の投射システムからのピクセル・シフトホイールの側面図である。

Claims

投射システムであって、
出力端部を有するインテグレータと、
前記インテグレータの前記出力端部に配置されている出力ウィンドウのマトリクスと、
光を通して該光の赤色、緑色、及び青色の単色ピクセルのマトリクスを取り出す前記出力ウィンドウのマトリクス上の赤色、緑色、及び青色の単色フィルタのパターンと、
前記光の単色ピクセルのマトリクスを変調するイメージャと、
変調された前記光の単色ピクセルのマトリクスを単色ピクセルごとにシフトして、カラー画像として見える、異なる色の光を有する多色ピクセルのマトリクスを形成する光シフト装置と、
を有し、
前記出力ウィンドウのマトリクスは、赤色、緑色及び青色の中のいずれか２色である第１の色及び第２の色の単色フィルタが互い違いに配置されている奇数列と、赤色、緑色及び青色の中の残り１色である第３の色の単色フィルタと前記第１の色の単色フィルタとが互い違いに配置されている偶数列とを有し、前記第２の色の単色フィルタを有する出力ウィンドウと前記第３の色の単色フィルタを有する出力ウィンドウとは、前記第１の色の単色フィルタを有する出力ウィンドウに対して垂直方向及び水平方向に近接する、投射システム。
前記光シフト装置は、前記光の単色ピクセルを１ピクセル位置分シフトするのに十分な小さな角度にわたって回転するミラーである、
請求項１記載の投射システム。
前記光シフト装置は、シフトホイールである、
請求項１記載の投射システム。
前記シフトホイールは、円周方向に交互に配置された屈折及び非屈折部分を有し、前記屈折部分はその面に照射された光を屈折させ、前記非屈折部分はその面に照射された光を屈折させずに透過する、
請求項３記載の投射システム。
前記シフトホイールは、前記インテグレータから出される光に対して斜めである軸の周囲を回転し、前記屈折部分は、光学的透過材料を有する、
請求項４記載の投射システム。
前記第１の色は緑色であり、前記第２の色は赤色であり、前記第３の色は青色である、
請求項１記載の投射システム。
前記イメージャは、マイクロミラーのアレイを有し、前記出力ウィンドウは、前記マイクロミラーより小さい、
請求項１記載の投射システム。
投射システムであって、
光源と、
前記光源に光学的に結合され、光の離散ピクセルのアレイを形成するよう出力端部でウィンドウのアレイを有するインテグレータと、
マイクロ・ディスプレイの対応する位置上に入射する光の各ピクセルを変調するよう前記光の離散ピクセルのアレイに光学的に結合されるマイクロ・ディスプレイと、
前記マイクロ・ディスプレイの光出力に光学的に結合され、前記光出力を時間的にシフトするピクセル・シフトホイールと、
を有し、
前記ウィンドウのアレイは、赤色、緑色及び青色の中のいずれか２色である第１の色及び第２の色の単色フィルタが互い違いに配置されている奇数列と、赤色、緑色及び青色の中の残り１色である第３の色の単色フィルタと前記第１の色の単色フィルタとが互い違いに配置されている偶数列とを有し、前記第２の色の単色フィルタを有するウィンドウと前記第３の色の単色フィルタを有するウィンドウとは、前記第１の色の単色フィルタを有するウィンドウに対して垂直方向及び水平方向に近接する、投射システム。
前記マイクロ・ディスプレイは、マイクロミラーのアレイを有し、前記インテグレータの個別のウィンドウからの光の各離散ピクセルは、対応するマイクロミラー上に投射され、前記ミラーによって変調される、
請求項８記載の投射システム。
前記シフトホイールは、少なくとも１つの非屈折部分と、１つ又はそれ以上の屈折部分とを有し、前記非屈折部分及び前記屈折部分は、円周方向に交互に配置される、
請求項８記載の投射システム。
前記インテグレータの各ウィンドウは、異なる単色光のピクセルを投射するようフィルタによって覆われ、前記シフトホイールは、異なる色のピクセルが同一の位置上にくるようにこれらの異なる色のピクセルを順次にシフトするよう構成される、
請求項９記載の投射システム。
投射システムであって、
光源と、
前記光源に光学的に結合され、光の離散ピクセルのアレイを形成するよう出力端部でウィンドウのアレイを有するインテグレータと、
マイクロ・ディスプレイの対応する位置上に入射する光の各ピクセルを変調するよう前記光の離散ピクセルのアレイに光学的に結合されるマイクロ・ディスプレイと、
前記マイクロ・ディスプレイの光出力に光学的に結合され、前記光出力を時間的にシフトするシフト板と、
を有し、
前記ウィンドウのアレイは、赤色、緑色及び青色の中のいずれか２色である第１の色及び第２の色の単色フィルタが互い違いに配置されている奇数列と、赤色、緑色及び青色の中の残り１色である第３の色の単色フィルタと前記第１の色の単色フィルタとが互い違いに配置されている偶数列とを有し、前記第２の色の単色フィルタを有するウィンドウと前記第３の色の単色フィルタを有するウィンドウとは、前記第１の色の単色フィルタを有するウィンドウに対して垂直方向及び水平方向に近接する、投射システム。
前記マイクロ・ディスプレイは、マイクロミラーのアレイを有し、前記インテグレータの個別のウィンドウからの光の各離散ピクセルは、対応するマイクロミラー上に投射され、前記ミラーによって変調される、
請求項１２記載の投射システム。
前記インテグレータの各ウィンドウは、異なる単色光のピクセルを投射するようフィルタによって覆われ、前記シフト板は、異なる色のピクセルが同一の位置上にくるようにこれらの異なる色のピクセルを順次にシフトさせるよう回転可能である、
請求項１２記載の投射システム。