図1は、光を複数のプロジェクタに分配するシステム100を示す。システム100は、光源101、複数の光ファイバ103−1、103−2、103−3・・・103−n、光源101からの光を受け取って、その光を複数の光ファイバ103−1、103−2、103−3・・・103−nに分配するように構成される光分配システム105、および、画像を投影するのに用いる複数の光ファイバ103−1、103−2、103−3・・・103−nのうちの1つ以上から光を受け取るように構成される複数のプロジェクタ107−1、107−2、103−7・・・107−mを含む。
複数の光ファイバ103−1、103−2、103−3・・・103−nは、以下、集合的に光ファイバ103として、概して1つの光ファイバ103として呼ばれる。同様に、複数のプロジェクタ107−1、107−2、103−7・・・107−mは、以下、集合的にプロジェクタ107として、概して1つのプロジェクタ107として呼ばれる。
「n」個の光ファイバ103および「m」個のプロジェクタ107が示されるとはいえ、任意の個数の光ファイバ103およびプロジェクタ107は、本実施の範囲内である。さらに、光ファイバ103の個数「n」およびプロジェクタ107の個数「m」は、同じであることができるかまたは異なることができる。示されるように、光ファイバ103の個数「n」およびプロジェクタ107の個数「m」は、同じ(すなわち「n」=「m」)である。しかしながら、他の実施において、光ファイバ103の個数「n」およびプロジェクタ107の個数「m」が同じことでない所で、複数の光ファイバ103は、単一のプロジェクタ107に(すなわち「n」>「m」)光をリレーすることができる。さらに、光ファイバ「Y」ケーブル(二またに分割された光ファイバーケーブル)などを用いて、光ファイバ103は、複数のプロジェクタ107に(すなわち「n」<「m」)光をリレーすることができる。
さらに、各光ファイバ103が単一の光ファイバとして示されるとはいえ、例えば、光源101が白色光源および/または白色レーザー光源(すなわち赤色、緑色および青色レーザーの組み合わせ)から成るときに、各光ファイバ103は、複数の光ファイバおよび/または光ファイバ・バンドルを含むことができる。
光分配システム105は、光源101から光を各々の光ファイバ103にほとんど等しく分配するように構成される等しい強さの光分配システムから成ることができる。等しい強さの光分配システムの非限定的な実施は、図5〜図10に関して後述する。あるいは、光分配システム105は、制御可能なおよび/または変化可能なおよび/または設定可能な総計において、光源101から光ファイバ103まで光を分配するように構成される設定可能な光分配システムから成ることができる。設定可能な強さの光分配システムの非限定的な実施は、図11〜図20に関して後述する。
光源101は、白色光源から成ることができる。そして白色光源は、少なくとも1つの赤色レーザー、少なくとも1つの緑色レーザーおよび少なくとも1つの青色レーザーから成ることができる。これらの実施において、システム100は、赤色、緑色および青色の光を受けて白色光に結合するための光学コンポーネントを含む。この種のコンポーネントは、光源101、光分配システム105またはその間のいずれかに(例えば光源101と光分配システム105との間の光パス109上に)位置することができる。しかしながら、各レーザーのタイプが異なる電気的条件および異なる温度条件を含むがこれに制限されない異なる条件の下で通常作動される3つの異なるタイプのレーザーから光源101が成るときに、そしてそれ故、次いでシステム100は、3つの異なるタイプの電気的ドライバ、3つの異なる熱管理システム等を含み、そしてそれは、システム100の材料費および製造の複雑さの両方を増加させる。
しかしながら、複雑さおよび材料費は、光源101として青色レーザー光源、および、プロジェクタで画像を投影するためにその後青色光と結合されることができる他の色(例えば赤色光および緑色光)の光に青色レーザー光を変換するための色変換システムを用いて減らされることができる。例えば、次に、「1」よりむしろ「2」で始まる類似の番号を有する類似のエレメントを有する、システム100と実質的に類似しているシステム200を示す図2に注意は向けられる。システム200は、青色レーザー光源201、複数の光ファイバ203−1、203−2、203−3・・・203−n、青色レーザー光源201からの青色レーザー光を(例えば光パス209を介して)受け取って、その青色レーザー光を複数の光ファイバ203−1、203−2、203−3・・・203−nに分配するように構成される光分配システム205、各々が複数の光ファイバ203−1、203−2、203−3・・・203−nのうちの少なくとも1つからの青色レーザー光を受け取って、その青色レーザー光を青色レーザー光と異なる少なくとも1つの他の色の光に変換するように構成される複数の色変換システム211−1、211−2、211−3・・・211−p、および、例えばそれぞれの光パス213−1、213−2、213−3、213−mに沿って画像を投影するのに用いる複数の色変換システム211−1、211−2、211−3・・・211−pからの少なくとも1つの他の色の光を受け取るように構成される複数のプロジェクタ207−1、207−2、207−3・・・207−mを含む。
それ故、システム200は、システム100と類似している。しかしながら、システム200は、例えば、白色光源よりむしろ青色レーザー光源201を含む。そしてシステム200は、青色光を他の色の光(例えば赤色光および緑色光)に変換するための複数の色変換システム211−1、211−2、211−3・・・211−pをさらに含む。
複数の光ファイバ203−1、203−2、203−3・・・203−nは、以下、集合的に光ファイバ203として、概して1つの光ファイバ203として呼ばれる。同様に、複数の色変換システム211−1、211−2、211−3・・・211−pは、以下、集合的に色変換システム211として、概して1つの色変換システム211として呼ばれる。同様に、複数のプロジェクタ207−1、207−2、207−3・・・207−mは、以下、集合的にプロジェクタ207として、概して1つのプロジェクタ207として呼ばれる。複数の光パス213−1、213−2、213−3、213−mは、以下、集合的に光パス213として、概して1つの光パス213として呼ばれる。
「n」個の光ファイバ203、「m」個のプロジェクタ207および「p」個の色変換システム211が示されるとはいえ、任意の個数の光ファイバ203、プロジェクタ207および色変換システム211は、本実施の範囲内である。さらに、光ファイバ203の個数「n」、プロジェクタ207の個数「m」および色変換システム211の個数「p」の各々は、同じであることができるかまたは異なることができる。示されるように、光ファイバ203の個数「n」、プロジェクタ207の個数「m」および色変換システム211の個数「p」は、同じ(すなわち「n」=「m」=「p」)である。
しかしながら、光ファイバ203の個数「n」は、色変換システム211の個数「p」よりも大きくなることができるかまたは小さくなることができる。例えば、複数の光ファイバ203は、単一の色変換システム211に(すなわち「n」>「p」)光をリレーすることができる。さらに、光ファイバ「Y」ケーブルなどを用いて、光ファイバ203は、複数の色変換システム211に(すなわち「n」<「p」)光をリレーすることができる。
さらに、各光ファイバ203が単一の光ファイバとして示されるとはいえ、各光ファイバ203は、複数の光ファイバおよび/または光ファイバ・バンドルから成ることができる。しかしながら、後述するように、各光ファイバ203は、パッチコードを含むことができる。そしてそれは、通常、光ファイバ・バンドルよりも高価でない。
示される実施において、所与の色変換システム211が所与のプロジェクタ207に少なくとも1つの他の色の光を提供するのに専用されるように、複数の色変換システム211は、複数のプロジェクタ207と1対1の関係にある。
しかしながら、他の実施において、複数の光パス213に沿って複数のプロジェクタ207に光をリレーする1つ以上の色変換システム211については、色変換システム211の個数「p」は、プロジェクタ207の個数「n」よりも少なくなることができる。他の実施において、複数の光パス213に沿って複数の色変換システム211から光を受け取る1つ以上のプロジェクタ207については、色変換システム211の個数「p」は、プロジェクタ207の個数「n」よりも多くなることができる。それ故、一般に、1つ以上の色変換システム211は、1つ以上のプロジェクタ207に光を提供することができる。
さらに、各光パス213は、1つ以上の色変換システム211から1つ以上のプロジェクタ207に光をリレーするように構成される、レンズ、プリズム、ミラー、光ファイバなどを含むがこれに制限されない光学コンポーネントを含むことができる。
各色変換システム211は、少なくとも1つの光ファイバ203から青色レーザー光を受け取って、その青色レーザー光の少なくとも一部を青色レーザー光と異なる少なくとも1つの他の色の光に変換するように構成される。
例えば、色変換システム311の一例を示す図3に注意は向けられる。各色変換システム211は、色変換システム311に類似していることができる。しかしながら、他の実施は、本明細書の範囲内である。色変換システムは、1つ以上の光ファイバ203の出力端を受けるおよび/またはそれと対になるように構成され、そしてそれ故青色レーザー光源201から青色レーザー光を受け取るようにも構成される入力320を含む。色変換システム311は、変換システム311から出る光を1つ以上の光パス213に、そしてそれ故1つ以上のプロジェクタ207に伝えるための出力322をさらに含む。
色変換システム311は、入力320からの青色レーザー光を受け取って、その青色レーザー光を3つの光パス326−1、326−2、326−3に分割するビームスプリッタ324および/またはなどをさらに含む。入力320とビームスプリッタ324との間の光パス325は、青色レーザー光をビームスプリッタ324に伝えるための光学コンポーネントを含むことができる。
色変換システム311は、青色レーザー光を受け取って、その青色レーザー光を少なくとも1つの他の色の光(例えば赤色光および/または緑色光)に変換するように構成される少なくとも1つの色変化媒体328−1、328−2をさらに含む。示されるように、変換システム311は、2つの色変化媒体328−1、328−2から成る。各色変化媒体328−1、328−2は、1つ以上の蛍光体、量子ドットなどから成ることができる。色変化媒体328−1は、青色レーザー光を緑色光に変換するように構成されることができ、そしてそれ故、対応する蛍光体および/または対応する量子ドットおよび/またはなどを含む。同様に、色変化媒体328−2は、青色レーザー光を赤色光に変換するように構成されることができ、そしてそれ故、対応する蛍光体および/または対応する量子ドットおよび/またはなどを含む。各色変化媒体328−1、328−2にとって、そこから発する色は、コヒーレント、部分的コヒーレントおよび/または非コヒーレントでありえる。しかしながら、蛍光体および量子ドットから発する光は、通常、非コヒーレントである。
最初の光パス326−1は、それ故、ビームスプリッタ324からの青色レーザー光を、色変化媒体328−1を青色レーザー光で照射するように構成される光学コンポーネント330−1(例えばレンズ、プリズム、ミラーなどの任意の適切な組み合わせ)に伝えるための光学コンポーネントを含む。そしてそれは、光学コンポーネント332−1(例えばレンズ、プリズム、ミラーなどの任意の適切な組み合わせ)によって集められる。光の方向は、図3に矢印によって示される。そして、色の変化は、光を照射する色変化媒体328−1よりも長い波長を有する色変化媒体328−1により発する光によって示される。
第2の光パス326−2は、それ故、ビームスプリッタ324からの青色レーザー光を、色変化媒体328−2を青色レーザー光で照射するように構成される光学コンポーネント330−2(例えばレンズ、プリズム、ミラーなどの任意の適切な組み合わせ)に伝えるための光学コンポーネントを含む。そしてそれは、光学コンポーネント332−2(例えばレンズ、プリズム、ミラーなどの任意の適切な組み合わせ)によって集められる。光の方向は、図3に矢印によって示される。そして、色の変化は、光を照射する色変化媒体328−2よりも長い波長を有する色変化媒体328−2により発する光によって示される。
光学コンポーネント332−1、332−2の各々は、それぞれの色変化媒体328−1、328−2により発する光を、受け取った光を結合した出力光に結合するように構成される光学コンポーネント340に伝えるように、さらに構成される。
ビームスプリッタ324からの第3の光パス326−3は、青色レーザー光を異なる色の光に変換することなく光結合光学コンポーネント340に伝えるための光学コンポーネント(例えばレンズ、プリズム、ミラーなどの任意の適切な組み合わせ)を含む。いくらかの実施において、第3の光パス326−3は、青色レーザー光を少なくとも部分的にデコヒーレンスするようにさらに構成されることができる。しかしながら、いくらかの実施において、第3の光パス326−3は、光パス326−1、326−2に類似していることができて、青色レーザー光をデコヒーレンスされた青色光および/または青色レーザー光と異なる波長の青色光に変換するように構成される色変化媒体を含むことができる。
いずれにしても、光結合光学コンポーネント340は、通常、光学コンポーネント332−1からの緑色光、光学コンポーネント332−2からの赤色光、および第3の光パス326−3からの青色光を白色光へと結合して、その光を光パス342を介して出力322に伝えるように構成される。
色変換システム311の特定の実施が記載されるとはいえ、色変換システム311は、光を伝えて、分割して、そして結合するための任意の個数の光学コンポーネントおよび光パスを含むことができると認められる。例えば、ビームスプリッタ324、光パス326−1、326−2、326−3、342、光学コンポーネント330−1、330−2、332−1、332−3、および光結合光学コンポーネント340の各々は、レンズ、プリズム、ミラー、インテグレータ、光ファイバなどを含むがこれに制限されないそれぞれの機能を実行するための任意の個数の光学コンポーネントを含むことができる。いくらかの実施において、色変換システム311は、例えば順次カラー・プロジェクタを用いる色相環を含むことができる。
さらに、出力322を出る光は、コヒーレント、部分的コヒーレントまたはデコヒーレントでありえる。しかしながら、出力322を出る光が一般にデコヒーレントであるときに、1つ以上の光パス213およびプロジェクタ207は、画像のスペックルを減らすために光をデコヒーレンスするように一般に構成される。しかしながら、スペックルの減少は、一般に任意である。そして実際、蛍光体および/または量子ドットを使用する色変換システム311の実施は、蛍光体および量子ドットからの光が通常非コヒーレントであるので、スペックルに結果としてならない場合がある。
色変換システム311は、一例のみであると認められる。そして、他の色変換システムは、目下の実施の範囲内である。例えば、代わりの色変換システムは、色変換システム311に類似していることができるが、出力322に類似の3つの出力(青色光、赤色光および緑色光の各々のための1つ)を含むことができる。これらの実施において、光パス213は、それぞれの色変換システムを出る青色光、赤色光および緑色光の各々を、それぞれのプロジェクタに伝えることができる。ここで、青色光、赤色光および緑色光は、例えば3色および/または3つの光変調器プロジェクタにおいて、投影用の画像を形成するために結合される。あるいは、各光パス213は、それぞれの色変換システムのそれぞれの出力を出る青色光、赤色光および緑色光を結合するように構成される、光結合光学コンポーネント340と同様の1つ以上の光を結合するコンポーネントを含むことができる。
いずれにしても、複数の色変換システム211の各々が色変換システム211に類似するときに、複数の色変換システム211の各々は、画像を投影するのに用いる少なくとも1つの他の色の光との組み合わせのために、青色レーザー光の一部を少なくとも1つの他の色に変換することなく、青色レーザー光のその一部を複数のプロジェクタ207のうちの1つ以上におよび1つ以上の光を結合するコンポーネント(例えば光結合コンポーネント340)に伝えるように構成されることができる。さらに、複数の色変換システム211の各々は、青色レーザー光を1つ以上の赤色光および緑色光に変換するように構成されることができる。例えば、さらに他の実施において、システム200は、赤色光および緑色光をプロジェクタ207に伝えるための適切な光学コンポーネントとともに、青色レーザー光を緑色光に変換する第1の色変換システム、および青色レーザー光を赤色光に変換する第2の色変換システムを含むことができる。
しかしながら、示されるように、複数の色変換システム211の各々は、青色レーザー光を赤色光および緑色光の両方に変換するように構成されることができる。一般に、複数の色変換システム211の各々は、青色レーザー光を少なくとも1つの他の色に変換するように構成される色変化媒体、蛍光体および量子ドットのうちの少なくとも1つを含む。
しかしながら、他の実施は、目下の実施の範囲内である。例えば、次に、「2」よりむしろ「4」で始まる類似の番号を有する類似のエレメントを有する、図2と実質的に類似している図4に注意は向けられる。システム400は、青色レーザー光源401、複数の光ファイバ403−1a、403−2a、403−3a・・・403−qa、403−1b、403−2b、403−3b・・・403−qb、青色レーザー光源401からの青色レーザー光を(例えば光パス409を介して)受け取って、その青色レーザー光を複数の光ファイバ403−1a、403−2a、403−3a・・・403−qa、403−1b、403−2b、403−3b・・・403−qbに分配するように構成される光分配システム405、各々が複数の光ファイバ403−1a、403−2a、403−3a・・・403−qaのうちの少なくとも1つからの青色レーザー光を受け取って、その青色レーザー光を青色レーザー光と異なる少なくとも1つの他の色の光に変換するように構成される複数の色変換システム411−1、411−2、411−3・・・411−p、および、例えばそれぞれの光パス413−1、413−2、413−3・・・413−mに沿って画像を投影するのに用いる複数の色変換システム411−1、411−2、411−3・・・411−pからの少なくとも1つの他の色の光を受け取るように構成される複数のプロジェクタ407−1、407−2、407−3・・・407−mを含む。光ファイバ403−1b、403−2b、403−3b・・・403−qbは、青色レーザー光を1つ以上のプロジェクタ407−1、407−2、407−3・・・407−mに伝えるように構成される。
複数の光ファイバ403−1a、403−2a、403−3a・・・403−qa、403−1b、403−2b、403−3b・・・403−qbは、以下、集合的に光ファイバ403として、概して1つの光ファイバ403として呼ばれる。同様に、複数の色変換システム411−1、411−2、411−3・・・411−pは、以下、集合的に色変換システム411として、概して1つの色変換システム411として呼ばれる。同様に、複数のプロジェクタ407−1、407−2、407−3・・・407−mは、以下、集合的にプロジェクタ407として、概して1つのプロジェクタ407として呼ばれる。複数の光パス413−1、413−2、413−3、413−mは、以下、集合的に光パス413として、概して1つの光パス413として呼ばれる。
それ故、システム400は、システム200に類似している。しかしながら、システム400は、画像を投影するのに用いる少なくとも1つの他の色の光との組み合わせのために、光分配システム405からの青色レーザー光をそれぞれの色変換システム411に伝える光ファイバ403−1a、403−2a、403−3a・・・403−qa、および、光分配システム405からの青色レーザー光を複数のプロジェクタの1つ以上のものの各々におよび1つ以上の光結合コンポーネントに伝える光ファイバ403−1b、403−2b、403−3b・・・403−qbを有する、システム200のような光ファイバ403の倍の数を含む。
換言すれば、光ファイバ403−1a、403−2a、403−3a・・・403−qaは、青色レーザー光が青色レーザー光と異なる少なくとも1つの他の色の光に変換される色変換システム411に、青色レーザー光を伝える。実際、各色変換システム411は、色変換システム311に類似でありえるが、第3の光パス326−3を欠いている。むしろ、青色レーザー光は、光ファイバ403−1a、403−2a、403−3a・・・403−qaおよび光結合システム411を介してよりもむしろ光ファイバ403−1b、403−2b、403−3b・・・403−qbを介して、1つ以上のプロジェクタ407および光を結合する光学コンポーネントに伝えられる。光結合光学コンポーネントは、光結合光学コンポーネント340に類似でありえて、プロジェクタ407の各々におよび/または光パス413上に位置することができる。
それ故、目下の実施において、画像を投影するのに用いる少なくとも1つの他の色の光との組み合わせのために、光ファイバ403の少なくとも一部は、光分配システム405からの青色レーザー光の少なくとも一部を複数のプロジェクタ407の1つ以上のものの各々にリレーするように構成されることができる。
色変換システム311と比べてシステム400が色変換システム411の複雑さを減らすとはいえ、システム200と比べてより多くの光ファイバ403がある。光ファイバ403の本数を減らすために、色変換システム411の一部は、色変換システム311(すなわち第3の光パス326−3を含む)に類似していることができる。これらの色変換システムの各々にとって、403−1b、403−2b、403−3b・・・403−qbは、除去されることができる。これらの実施において、色変換システム411の他の部分は、青色レーザー光をプロジェクタ407および/または光結合光学コンポーネントに伝える光ファイバ403に依存して、第3の光パス326−3を省略することができる。
それ故、システム400のいくらかの実施において、複数の光ファイバ403および複数の色変換システム411のうちの1つ以上のものの一部は、青色レーザー光の一部を少なくとも1つの他の色に変換することなく、青色レーザー光のその一部を複数のプロジェクタ407の1つ以上におよび1つ以上の光結合コンポーネントに伝えるように構成される。
本明細書は、複数の光ファイバ203、403を用いて複数の色変換システム211、311、411に青色レーザー光を分配する工程、複数の色変換システム211、311、411の各々において、青色レーザー光を受け取る工程、および青色レーザー光を青色レーザー光と異なる少なくとも1つの他の色の光に変換する工程、および、画像を投影するのに用いるために、複数の色変換システム211、311、411からの少なくとも1つの他の色の光を複数のプロジェクタ207、407に分配する工程、を含む方法を提供するとさらに認められる。
青色レーザー光源201(および/または青色レーザー光源401)の使用は、白色光源の使用を超える一定の利点を有する。例えば、白色光源と比較すると、システム200(および/またはシステム400)のための相対的な複雑さおよび材料費を減らして、シングルタイプのドライバおよびシングルタイプの熱管理システムだけが、電源および冷たい青色レーザー光源201に使われる。さらに、青色レーザーは、一般に赤色レーザーおよび緑色レーザーよりも高価でない。そしてそれは、白色光源を使用するシステムと比較すると、システム200の光源のための低コストに結果としてなる。
さらに、白色光源を使用するシステムと比較すると、光ファイバ203(および/または光ファイバ403)の複雑さおよびコストは、低減されることができる。例えば、複数の光ファイバ203の各々は、白色光システムのように光ファイバ・バンドルの代わりに、光ファイバ・パッチコードを含むことができる。光ファイバ・パッチコードは、光ファイバ・バンドルよりも通常高価でなくて、これによりコストを削減し、そして、「在庫品」の製品であることができて、これにより、白色光源を使用するシステムと比較してシステム200の複雑さを低減する。さらに、青色レーザーは、赤色レーザーおよび緑色レーザーよりも低いエタンデュを一般に有する。それ故、複数の光ファイバ203の各々は、1つ以上の赤色レーザー光、緑色レーザー光および白色レーザー光を伝えるように構成される光ファイバのそれぞれのコア径よりも小さいコア径から成ることができる。光ファイバのコストがコア径とともに増加することができるので、青色レーザー光を伝えるように構成される光ファイバは、赤色光、緑色光および/または白色光を伝えるように構成される光ファイバよりも一般に低コストである。したがって、青色レーザー光源201、および青色レーザー光を伝えるように構成されるコア径を有する光ファイバ・パッチコードの使用は、システム200全体のコストを低減する。
図1および図2に一旦戻って、いくらかの実施において、光分配システム105、205は、光源101および/または青色レーザー光源201(および/または青色レーザー光源401)からプロジェクタ107および/または色変換システム211の各々まで等しい光の強を分配するように各々さらに構成されることができる。
例えば、光源501(それは光源101および/または青色レーザー光源201、401に類似していることができる)、光ファイバ503−1、503−2・・・503−N(それは光ファイバ103、203、403に類似していることができる)および光分配システム505を示す図5に注意は向けられる。光ファイバ503−1、503−2・・・503−Nは、以下、集合的に光ファイバ503として、概して1つの光ファイバ503として互換的に呼ばれる。
光分配システム505は、入力端514の反対側に出力端512を備えるインテグレーティングロッド510であって、入力端514で受け取った光の集積された像(これは、出力端からの所与の距離でエタンデュEimgおよび面積Aimgを有する)を出力端512で放射するように構成されるインテグレーティングロッド510、および、所与の距離に位置する入力面518を備える装置516であって、インテグレーティングロッド510の出力端512からの集積された像を入力面518で受け取って、その集積された像を、各々がAimgはおよそN*Asubであり、EimgはおよそN*Esubであるような面積AsubおよびエタンデュEsubを有するN個のサブ像に分割して、そのサブ像をリレーする装置516を含む。いくらかの実施において、Aimg=N*Asubである。しかしながら、他の実施において、Aimgは、N*Asubよりも大きくありえておよび/またはわずかにより大きくありうる。例えば、集積された像は、入力面518の面積を満たすことができておよび/または入力面518よりもわずかに大きくありえる。これらの実施において、集積された像は、約0.5%大きいから約10%大きいまでの範囲にあることができる。さらに、サブ像は、画像を投影するのに用いるためにプロジェクタまでさらにリレーされることができる。そして、各サブ像のエタンデュEsubは、プロジェクタのエタンデュに一致されることができる。それ故、一旦「N」個のプロジェクタのためのエタンデュが知られていれば、インテグレーティングロッド510のエタンデュ(すなわち、集積された像のエタンデュEimgと同様の)は、およそN*EsubであるEimgに基づいて選択されることができる。
光分配システム505は、図5に示すように、光源から光の等しい強さを分配するように構成される光分配システムの特定の非限定的な実施である。特に、装置516は、N個のサブ像と1対1の関係にある複数のサブインテグレーティングロッド520−1、520−2・・・520−Nを含む。複数のサブインテグレーティングロッド520−1、520−2・・・520−Nの各々は、それぞれ1つのサブ像を形成するように構成される。複数のサブインテグレーティングロッド520−1、520−2・・・520−Nは、装置516の入力面518を形成する所与の距離に位置する互いに隣接したそれぞれの入力(図6参照)から成る。そのそれぞれの入力は、インテグレーティングロッド510の出力端512に隣接する。それぞれの入力の全面積および各出力端の出力面積は、集積された像の面積Aimgに類似する。
複数のサブインテグレーティングロッド520−1、520−2・・・520−Nは、以下、集合的にサブインテグレーティングロッド520として、概して1つのサブインテグレーティングロッド520として互換的に呼ばれる。
装置516の端面図を示し、各サブインテグレーティングロッド520のそれぞれの入力620−1、620−2、620−3、620−4、620−5、620−Nも示されるような特に入力面518を示す図6に注意は向けられる。それぞれの入力620−1、620−2、620−3、620−4、620−5、620−Nは、以下、集合的にそれぞれの入力620として、概して1つのそれぞれの入力620として互換的に呼ばれる。図6から、示される実施において、装置516が6つのサブインテグレーティングロッド520−1、520−2、520−3、520−4、520−5、520−N(N=6)から成ることは、明らかである。それぞれの入力620の各々のそれぞれの面積が全て互いに同等であるように、各それぞれの入力620が等しい面積Aimgであることは、さらに明らかである。さらに、それぞれの入力620の全面積は、入力面518の面積を形成する。そしてそれは、出力端512の面積にほぼ等しい。
それ故、インテグレーティングロッド510によって形成される集積された像は、出力端512を出て、サブインテグレーティングロッド520の入力面518に入る。特に、集積された像の一部は、N個のサブインテグレーティングロッド520の各々に入る。サブインテグレーティングロッド520の各々のそれぞれの入力620は面積がほぼ等しいので、集積された像は、N個のサブ像に分割され、そして各サブインテグレーティングロッド520は、各それぞれのサブ像をさらに集積する。
装置516が図6において6つのサブインテグレーティングロッド520を含んで示されるとはいえ、装置516は、それぞれの入力620が全て同様の面積を有して、それぞれの入力620の全面積がインテグレーティングロッド510の出力端512の面積とほぼ同じである、任意の適切な数のインテグレーティングロッド510からも成ることができる。さらに、入力面518の形状は、出力端512の形状と同じである。さらに、入力面518および出力端512の各々の周囲は、整列される。
図5に一旦戻って、入力面518および出力端512が互いに当接するように、Aimg=N*Asubであるように、入力面518が出力端512から位置する所与の距離が約0cmであることは、さらに明らかである。しかしながら、他の実施では、Aimg>N*Asubであるように、入力面518と出力端512との間のギャップがありえる。しかしながら、これは、入力面518の向こうではみ出る集積された像からの光が一般に失われるので効率のロスに至ることができる。他方で、出力端512と入力面518との間の不整列の場合には、このようなギャップは、集積された像が入力面518を光で満たすことを確実にすることができる。それ故、出力端512と入力面518との間のギャップ間のトレードオフ、光の損失、および出力端512と入力面518との間の整列の正確さは、あることができる。
いずれにしても、示されるように、集積された像は、複数のインテグレーティングロッド520のそれぞれの入力620で形成されて、N個のサブ像に分割される。
加えて、サブインテグレーティングロッド520の各々のそれぞれのエタンデュErodは、サブ像のエタンデュEsubにほぼ等しく、および/または、集積された像のエタンデュEimgは、N*Erodにほぼ等しく、および/または、インテグレーティングロッド510のエタンデュEintは、N*Erodにほぼ等しく、エタンデュEintは、エタンデュEimgにほぼ等しいと推定する。換言すれば、サブインテグレーティングロッド520のエタンデュErodは、ほぼEint/Nであるために選択される。
さらに、上記の通りに、サブ像は、画像を投影するのに用いるためにプロジェクタまでさらにリレーされることができる。そして、各サブインテグレーティングロッド520のエタンデュErodは、プロジェクタのエタンデュに一致されることができる。それ故、一旦「N」個のプロジェクタのためのエタンデュが知られていれば、各サブインテグレーティングロッド520のエタンデュは、選択されることができる。そして、インテグレーティングロッド510のエタンデュ(すなわち、集積された像のエタンデュEimgと同様の)は、およそN*Esubおよび/またはN*ErodであるEimgに基づいて選択されることができる。
それぞれの入力620の各々は、さらに互いに隣接していて、出力端512の面積を満たす。そしてそれは、集積された像からの光がほとんどまたは全く失われないことを確実にする。言い換えると、複数のサブインテグレーティングロッド520のそれぞれの入力620は、積み重なる。集積された像からの光を効率的に集めることを確実にするためにそれぞれの入力620は積み重なるとはいえ、いくらかの実施において、それぞれの入力620以外、インテグレーティングロッド520は、可撓性でありえて、残りのインテグレーティングロッド520は、積み重なる必要がない。さらに、これらの実施における可撓性のインテグレーティングロッド520は、出力端がリレーレンズ、色補正システム入力、プロジェクタ入力などと整列するために配置されるように構成されることができる。
しかしながら、示された複数のサブインテグレーティングロッド520は、複数のサブインテグレーティングロッド520のそれぞれの長手方向軸線が通一般に平行であるように、積み重なる。例えば、この種の構成は、複数のサブインテグレーティングロッド520が堅い(例えばガラス、プラスチック、などからできた)ときに実施されることができる。これらの実施において、複数のサブインテグレーティングロッド520の少なくとも一部は、異なる長さでありえて、複数のサブインテグレーティングロッド520の各々のそれぞれの出力は、それぞれのサブ像を異なるそれぞれの位置にリレーするように構成される。例えば、示されるように、各サブインテグレーティングロッドの各出力は、それぞれのサブ像を受け取って、そのサブ像を約90°リレーするように構成されるプリズムを含む。
具体的には、示されるように、図5に示されるシステムは、複数のサブインテグレーティングロッド520と1対1の関係にある複数のリレーレンズ530−1、530−2・・・530−Nをさらに含む。複数のリレーレンズ530−1、530−2・・・530−Nの各々は、異なるそれぞれの位置のうちの1つに位置する。さらにの各々は、それぞれのサブ像をさらにリレーするように構成される。
複数のリレーレンズ530−1、530−2・・・530−Nは、以下、集合的にリレーレンズ530として、概して1つのリレーレンズ530として互換的に呼ばれる。いずれにしても、図5のシステムは、複数のリレーレンズ530と1対1の関係にある複数の光ファイバ503をさらに含む。複数の光ファイバの各々は、それぞれのリレーレンズ530によってリレーされるそれぞれのサブ像を受け取るように構成される。光ファイバ503の各々は、それぞれのサブ像を、例えば、上記の通りに、プロジェクタおよび/または色補正システム(示されない)にリレーするように構成される。
次に、類似の番号を有する類似のエレメントを有する、図5と実質的に類似している図7に注意は向けられる。具体的には、図7は、図5のエレメントの動作を示す。光源501は、インテグレーティングロッド510の入力端514で受け取られる光705を発する。インテグレーティングロッド510は、出力端512で集積された像750を形成するために光705を集積する。図7のエレメントが概略的側面図において概して示されるとはいえ、集積された像750は、説明の便宜上平面図において示される。入力面518および出力端512は、互いに隣接していて、集積された像として同じ面積を有する。そして、入力面518および出力端512の各々の周囲は、整列されて、集積された像750は、各サブインテグレーティングロッド520当たり1つのサブ像760−1、760−2、760−3である「N」個のサブ像760−1、760−2、760−3に分割される。サブ像760−1、760−2・・・760−Nは、以下、集合的にサブ像760として、概して1つのサブ像760として互換的に呼ばれる。
いずれにしても、各それぞれのサブ像760は、各それぞれのインテグレーティングロッド520によってさらに集積される。そして、各それぞれのサブ像760がそれぞれの出力(例えばプリズム)に到達するときに、各それぞれの出力は、それぞれのサブ像760をそれぞれのリレーレンズ530にリレーする。そしてそれは、そのそれぞれのサブ像760をそれぞれの光ファイバ503に次々にリレーする。各それぞれの光ファイバ503は、それぞれのサブ像760を、上記の通りに、例えば、プロジェクタおよび/または色補正システム(示されない)にリレーする。さらに、集積された像750と同様に、サブ像760は、説明の便宜上平面図に示される。
各それぞれのサブ像760が図7のシステムを通ってリレーされるにつれてサイズが変化しないように示されるとはいえ、サブ像760は、例えば、サブインテグレーティングロッド520の出力とリレーレンズ530との間で、およびリレーレンズ530と光ファイバ503との間で、サイズが変化することができると認められる。しかしながら、サブ像760のエタンデュは、一般に同じままである。
図5〜図7が、光源からの光の等しい強さを分配するために、サブインテグレーティングロッド520に基づく特定の非限定的な装置516を示すとはいえ、他の実施は、本明細書の範囲内である。
例えば、光源801(光源101および/または青色レーザー光源201、401と類似していることができる)、光ファイバ803−1、803−2・・・803−N(光ファイバ103、203、403、503と類似していることができる)、および光分配システム805を示す図8に注意は向けられる。光ファイバ803−1、803−2・・・803−Nは、以下、集合的に光ファイバ803として、概して1つの光ファイバ803として呼ばれる。
光分配システム805は、入力端814の反対側に出力端812を備えるインテグレーティングロッド810であって、入力端814で受け取った光の集積された像(これは、出力端からの所与の距離でエタンデュEimgおよび面積Aimgを有する)を出力端812で放射するように構成されるインテグレーティングロッド810、および、所与の距離に位置する入力面818を備える装置816であって、インテグレーティングロッド810の出力端812からの集積された像を入力面818で受け取って、その集積された像を、各々がAimgはおよそN*Asubであり、EimgはおよそN*Esubであるような面積AsubおよびエタンデュEsubを有するN個のサブ像に分割して、そのサブ像をリレーする装置816を含む。いくらかの実施において、Aimg=N*Asubである。しかしながら、他の実施において、Aimgは、N*Asubよりも大きくありえておよび/またはわずかにより大きくありうる。例えば、集積された像は、入力面818の面積を満たすことができておよび/または入力面818よりもわずかに大きくありえる。これらの実施において、集積された像は、約0.5%大きいから約10%大きいまでの範囲にあることができる。
光分配システム805は、図8に示すように、光源から光の等しい強さを分配するように構成される光分配システムの特定の非限定的な実施である。
装置816は、N個のサブ像と1対1の関係にある小型レンズ820−1、820−2・・・820−Nのアレイを含む。小型レンズ820−1、820−2・・・820−Nは、以下、集合的に小型レンズ820として、概して1つの小型レンズ820として互換的に呼ばれる。
小型レンズ820の各々は、サブ像のうちのそれぞれの1つを形成するように構成される。さらに、小型レンズ820のアレイは、図9に関して下で詳細に説明するように、所与の距離で互いに隣接して装置816の入力面818を形成するそれぞれの入力を含む。
図8のシステムは、インテグレーティングロッド810の出力端812と小型レンズ820のアレイとの間に位置するテレセントリック・リレー・システム850をさらに含む。テレセントリック・リレー・システム850は、集積された像を小型レンズ820のアレイのそれぞれの入力にリレーするように構成される。それぞれの入力の全面積は、所与の距離で集積された像のほぼ面積Aimgである。テレセントリック・リレー・システム850は、一般に第1のレンズ860−1および第2のレンズ860−2を含むが、任意の数のレンズを含むことができる。
装置816の平面図を示し、そして特に入力面818からの小型レンズ820を示す図9に注意は向けられる。これらの実施において、装置816は、6つの小型レンズ820−1、820−2、820−3、820−4、820−5、820−N(ここでN=6)を含む。しかしながら、装置816が図9において6つの小型レンズ820のアレイを含んで示されるとはいえ、装置816は、それぞれの入力が全て同様の面積を有して、それぞれの入力の全面積が所与の位置で集積された像の面積Aimgとほぼ同じである、任意の適切な数の小型レンズ820から成ることができる。換言すれば、これらの実施において、下でさらに詳述されるように、所与の位置および入力面818は、一致する。
図9は、小型レンズ820のアレイの入力面818で集積された像901をさらに示し、集積された像901は、例えば約0.5%〜約10%の範囲で入力面818よりもわずかに大きくなることができることを示す。それ故、それぞれの入力の全面積は、所与の距離で集積された像の面積Aimg未満である。しかしながら、他の実施において、入力面818および集積された像901は、ほぼ同じ面積であることができる。
さらに、入力面818の形状は、集積された像901および/または出力端812の形状と同じである。さらに、入力面818および集積された像901の各々の周囲は、一般に平行であり、および/または、入力面818および出力端812の各々の周囲は、一般に平行である。
各小型レンズ820は、集積された像901からの光を集めるためのレンズを含む。実際、「小型レンズ」という用語は、単に小さいレンズを意味する。一般に、小型レンズという用語は、複数の小型レンズのアレイおよび/または小型レンズアレイに関して用いられる。小型レンズアレイは、一般に同じ平面に一組の小型レンズ(および/または複数のレンズ)を含む。各小型レンズは、さらに、一般に同じ焦点距離を有することができる。
各小型レンズ820のためのそれぞれの入力は、ほぼアレイAArray/Nの面積である面積Alensletを備える。換言すれば、各小型レンズ820は、小型レンズ820のアレイの入力面818に当たっているN番目の部分の光を集めるように構成される。小型レンズ820が互いに隣接しているので、小型レンズ820のアレイは、小型レンズ820のアレイの周辺にはみ出る光以外、集積された像901の全ての光を効率的に集めるように構成される。
さらに、小型レンズ820のアレイは、ガラス、プラスチックなどのような光学材料の集積部品から形成される集積された構造から成ることができる。あるいは、小型レンズ820のアレイは、フレーム内に配置される個々の別々の小型レンズ820および/または光学エポキシなどから成ることができる。
各小型レンズ820のためのそれぞれの入力が図9においてラベル付けされないとはいえ、各それぞれの入力は、それぞれの小型レンズ820が位置する入力面818の部分に対応すると認められる。
いずれにしても、インテグレーティングロッド810によって形成される集積された像901は、出力端812を出て、そしてテレセントリック・リレー・システム850によって小型レンズ820のアレイにリレーされる。テレセントリック・リレー・システム850は、集積された像901が所与の位置で入力面818に当たるときに、集積された像901が出力端812の面積に比べてより大きいかまたはより小さいように集積された像901を変倍することができる。集積された像901(および/または大部分の集積された像901)は、小型レンズ820のアレイの入力面818に入る。特に、集積された像901の一部は、N個の小型レンズ820のうちの各々に入る。小型レンズ820の各々のそれぞれの入力がほぼ同等の面積であるので、集積された像901は、N個のサブ像に分割される。後述する図10に示すように、各小型レンズ820は、それぞれのサブ像をそれぞれの光ファイバ503の入力端上に焦点合わせするようにさらに構成される。
次に、類似の番号を有する類似のエレメントを有する、図8と実質的に類似している図10に注意は向けられる。特に、図10は、光源801から発して、インテグレーティングロッド810の入力端814に入る光1001を示す。そして、集積された像901としての像901を形成する光線は、インテグレーティングロッドの出力端812を出る。集積された像901は、テレセントリック・リレー・システム850によって装置816にリレーされる。テレセントリック・リレー・システム850は、インテグレーティングロッド810を出るときの集積された像901の面積と比較して、所与の距離で集積された像901の面積Aimgを増加または減少のうちの1つに集積された像901を変倍するように構成されることができる。あるいは、テレセントリック・リレー・システム850は、集積された像901の面積を変化させない。
いずれにしても、集積された像901は、小型レンズ820のそれぞれの入力で、テレセントリック・リレー・システム850によって、通常、形成される。このように、インテグレーティングロッド810の出力端812は、テレセントリック・リレー・システム850の像位置にある。そして、小型レンズ820のアレイのそれぞれの入力は、所与の距離と一致するテレセントリック・リレー・システム850の像位置にある。明確にするために図10において1つのサブ像1003だけがラベル付けされるが、各小型レンズ820は、次いで、集積された像901のそれぞれのサブ像1003をそれぞれの光ファイバ503にリレーする。
小型レンズ820の各々のそれぞれのエタンデュElensletは、サブ像1003のエタンデュEsubにほぼ等しい。そしてその各々は、上記の通りに、Eimg/Nにほぼ等しい。複数の光ファイバ803の各々は、サブ像1003のエタンデュEsubにほぼ等しいエタンデュEfiberを有する。
さらに、上記の通りに、サブ像は、像を投影するのに用いるためにプロジェクタにさらにリレーされることができる。そして、各小型レンズ820のエタンデュElensletは、プロジェクタのエタンデュに一致されることができる。それ故、一旦「N」個のプロジェクタのためのエタンデュが知られていれば、各小型レンズ820のエタンデュは、選択されることができる。そして、インテグレーティングロッド810のエタンデュ(すなわち、集積された像のエタンデュEimgと同様の)は、およそN*Esubおよび/またはN*ElensletであるEimgに基づいて選択されることができる。
複数の光ファイバ803は、小型レンズ820のアレイと1対1の関係にあり、そして、複数の光ファイバ803の各々は、それぞれの小型レンズ820によってリレーされるそれぞれのサブ像1003を受け取って、リレーするように構成されるとさらに認められる。
N*Esubおよび/またはN*Elenslet。
複数の光ファイバ803は、小型レンズ820のアレイと1対1の関係にあり、そして、複数の光ファイバ803の各々は、それぞれの小型レンズ820によってリレーされるそれぞれのサブ像1003を受け取って、リレーするように構成されるとさらに認められる。
本明細書は、それ故、インテグレーティングロッド510、810の出力端512、812から集積された像を受け取るステップ、集積された像が受け取られる出力端512、812から所与の距離で集積された像の面積AimgがほぼN*Asubであり、そして所与の像のエタンデュがほぼN*Esubであるように、集積された像を、個々のサブ像が面積AimgおよびエタンデュEsubを有するN個のサブ像に分割するステップ、および、サブ像を(例えば複数のプロジェクタに)リレーするステップ、を含む方法をさらに提供する。
非限定的な実施による、複数の光パスに沿って提供される光の強さ(「明るさ(輝度)」)を分配して、調整するシステム1100を示す図11に注意は向けられる。システム1100は、複数の反射光学デバイス1105−1・・・1105−s−1、1105−sを含み、本明細書において集合的に複数の反射光学デバイス1105として、概して1つの反射光学デバイス1105として呼ばれる。複数の反射光学デバイス1105は、最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1を含む。最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1は、入力光パス(例えば光パス1130)に沿って、強さI0を有する光1110を受け取り、そして、強さI1を有する第1の部分1115としての光1110の部分を、最初の光パス1120−1に沿って導き、および、強さI0−I1を有する第2の部分1125としての光1110の第2の部分を、最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1の下流にあることができる複数の反射光学デバイス1105のうちの別の1つに導くように構成される。示される実施によれば、第2の部分1125は、複数の反射光学デバイス1105のうちの別の1つに対して光パス1130に沿って進む。受け取った光1110の実質的に全ては、可変ビームスプリッタ1105−1によって第1の部分1115の方向においておよび/または第2の部分1125の方向において進むものと、換言すれば、各反射光学デバイス1105は、光の吸収を最小化するように構成されるものと理解される。いくらかの実施によれば、光出口システム1100(例えば第1の部分1115)は、図17のシステム1700に関して後述するように1つ以上のプロジェクタにリレーされる。
複数の反射光学デバイス1105のうちの最後の反射光学デバイス1105−sを除く各1つで、それぞれの反射光学デバイスによって受け取られる光の部分は、2つの異なる光パスに沿って進む。例えば、最後から2番目の反射光学デバイス1105−s−1は、反射光学デバイス1105の直前の1つから強さIrを有する光の部分1140を受け取り、そして、強さIs−1の光の部分1145を光パス1120−s−に沿って導き、および、本明細書において残りの光1150とも呼ばれる強さIr−Is−1を有する光の部分1150を最後の反射光学デバイス1105−sに導くように構成される。
図11に示される実施によれば、最後の反射光学デバイス1105−sは、残りの光1150を受け取り、そして、強さIs(この実施の例Ir−Is−1に等しい)を有する残りの光1150を光パス1120−sに沿って導くように構成される。いくらかの実施によれば、最後の反射光学デバイス1105−sは、光パス1120−sに沿って残りの光1150の実質的に全てを反射するように構成される。いくらかの関連した実施によれば、最後の反射光学デバイス1105−sは、ミラーから成る。しかしながら、いくらかの実施によれば、最後の反射光学デバイス1105−sは、残りの光1150を受け取り、残りの光1150を2つの部分に分割して、残りの光1150の2つの部分を2つの異なる光パスに沿って導くように構成される。
非限定的な実施による、そして図11と類似のエレメントから成る、そして「11」よりむしろ「12」で始まる類似の番号を有する類似のエレメントを有する、最後の反射光学デバイス1205−sを示す図12に注意は向けられる。最後の反射光学デバイス1205−sは、強さIr−Is−1を有する残りの光1250を受け取り、残りの光1250を2つの部分1255および1260に分割して、そして強さIs’を有する部分1255を光パス1220−sに沿って導き、および、強さIs+1を有する部分1260を光パス1230に沿って導くように構成される。
さらに後述するように、1つ以上の反射光学デバイス1105のうちの少なくとも1つの光学的性質は、受け取った光を可変に割り当てるために調節可能である。それ故、いくらかの実施によれば、最後の反射光学エレメント1105−sは、最後の反射光学エレメント1205−sのように、残りの光1150が2つの部分に分割されて、光パス1120−sおよび1130に沿って進むように、関連する反射率を可変に調整するように構成されることができる。その結果、いくらかの実施によれば、最後の反射光学デバイス1205−sは、システム1100の最後の反射光学デバイス1105−sと置換されることができる。
換言すれば、最後の反射光学デバイス1105−sおよび1205−sは、(1)残りの光1150を最後の光パス1120−sに沿って導く、および(2)残りの光1250を2つの部分1255および1260に分割して、2つの部分1255、1260を2つの異なる光パス(例えば光パス1220−sおよび1230)に沿って導く、のうちの1つを実行するように構成されることができる。
さらに、最後から2番目の反射光学デバイス1105−s1が最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1および最後の反射光学デバイス1105−sからの別々の反射光学デバイスとして示されるにもかかわらず、いくらかの実施によれば、システム1100は、「s」が2に等しいように、最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1および最後の反射光学デバイス1105−sだけを含むことができる。それ故、それらの実施によれば、最後から2番目の反射光学デバイス1105−s−1は、最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1から成り、そして残りの光1150は、第2の部分1125から成る。
システム1100における複数の反射光学デバイス1105の全てが光パス1130に沿って位置するものとして示されるにもかかわらず、複数の反射光学デバイス1105が本明細書に記載されるやり方で光を受け取って導くことができる複数の反射光学デバイス1105のいかなる配置も考察される。
複数の反射光学デバイス1105の各々1つは、それぞれの反射光学デバイス1105で受け取った光の実質的に全てを反射しておよび/または導いておよび/または分割しておよび/または割り当てておよび/または送るように構成されるものと理解される。例えば、最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1は、受け取った光1110の実質的に全てを、第1の部分1115および第2の部分1125としての光パス1120−1および1130上にそれぞれ導くように構成される。その結果、システム1100全体の光損失は、最小化されることができて、いくらかの実施によれば排除されることができる。これは、光の強さが所望の強さを発生するのに必要な受け取った光だけを送るかまたは提供することによって、そして残りの光を廃棄することによって調整される他の光分配および光の強さ調整システムとは対照的である。
さらに、複数の反射光学デバイス1105の各々1つは、そのそれぞれの反射光学コンポーネントで受けた光の導き、分割、分岐または割り当てが可能な任意の反射光学コンポーネントを含む。いくらかの実施によれば、反射光学デバイス1105は、光を受け取り、受け取った光の色調または波長を変えることなく受け取った光と比較して強さが低下したかまたは変更された出力光へと、その受け取った光を導いて、分割して、分岐してまたは割り当てるように構成される。
例えば、いくらかの実施によれば、複数の反射光学デバイス1105のうちの少なくとも1つは、1つ以上の可変反射減光フィルタおよびデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)を含む。利用される反射光学デバイスのタイプに応じて、受け取った光の導きまたは分割は、1つ以上の反射および伝送を含む。例えば、最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1が可変反射減光フィルタから成る場合、第1の部分1115は、反射によって最初の光パス1120−1に沿って進むことができて、第2の部分1125は、伝送によって光パス1130に沿って進むことができる。
別の例として、最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1がDMDから成る場合、第1の部分1115は、最初の光パス1120−1に沿って第1の部分1115を反射するためにDMDの1つ以上のミラーを傾けることによって、最初の光パス1120−1に沿って進むことができて、第2の部分1125は、光パス1130に沿って第2の部分1125を反射するためにDMDの1つ以上のミラーを傾けることによって、光パス1130に沿って進むことができる。これらの実施によれば、それぞれの光パス1130において図11に示すように、光パス1120−1〜1120−sは、必ずしも平行であるわけではなく、そして、複数の反射光学デバイス1105間を進む光は、同じ光パスを必ずしもたどるわけではない。複数の反射光学デバイス1105のうちの1つ以上がDMDから成る実施の例は、図20に関して後述する。
同様に、いくらかの実施によれば、使用するタイプ反射光学デバイスに応じて、最後の反射光学デバイス1105−sおよび1205−sは、1つ以上の反射および伝送によって残りの光1150、1250を導き、および分割するうちの1つ以上を実行するように構成される。例えば、最後の反射光学デバイス1205−sが可変反射減光フィルタから成る場合、残りの光1250の部分1255は、反射によって光パス1220−sに沿って進むことができて、部分1260は、伝送によって光パス1230に沿って進むことができる。別の例として、最後の反射光学デバイス1205−sがDMDから成る場合、残りの光1250の部分1255は、光パス1220−sに沿って部分1255を反射するためにDMDの1つ以上のミラーを傾けることによって、光パス1220−sに沿って進むことができて、部分1260は、光パス1230に沿って部分1260を反射するためにDMDの1つ以上のミラーを傾けることによって、光パス1230に沿って進むことができる。
DMDを使用する実施のより良好な理解のために、非限定的な実施による、複数の光パスに沿って提供される光の強さ(「明るさ」)を分配して調整するシステム2000を示す図20に注意は向けられる。システム2000は、「11」または「12」よりむしろ「20」で始まる類似の番号を有する類似のエレメントを有する、図11および図12と同様のエレメントを含む。
システム2000は、複数の反射光学デバイス2005−1・・・2005−s−1および2005−sを含み、また、本明細書において集合的に複数の反射光学デバイス2005として、概して1つの反射光学デバイス2005として呼ばれる。システム2000において、複数の反射光学デバイス2005の各々1つは、例えば、特定の光パスまたは複数の光パスに沿ってそれぞれのDMDによって受け取られる光の部分を導くために、個別に傾けられることができるか、配置されることができるかまたは切り替えられることができるミラーを有するDMDから成る。それ故、システム2000を説明するために、複数の反射光学デバイス2005は、DMD2005と呼ばれる。
本明細書においてDMD2005−1とも呼ばれる最初の可変反射ビームスプリッタ2005−1は、例えば、ミラー2056−1および2061−1を含む。本明細書においてDMD2005−s−1とも呼ばれる最後から2番目の反射光学デバイス2005−s−1は、例えば、ミラー2056−s−1および2061−s−1を含む。本明細書においてDMD2005−sとも呼ばれる最後の反射光学デバイスは、例えば、ミラー2056−sおよび2061−sを含む。ミラー2056−1、2061−1・・・2056−s、2061−sは代表的である。そして、いくらかの実施によれば、DMD2005−1・・・DMD2005−sは、各々複数のミラーを含むことができて、実際、各それぞれのDMD2005のサイズおよび解像度に応じて、何千ものミラーを一般に含む。いくらかの実施によれば、示されるミラー2056−1、2061−1・・・2056−s、2061−sは、各々複数のミラーを代表する。それ故、例えば、ミラー2056−1は、複数のミラー2056−1として呼ばれることができる。そして、ミラー2061−1は、複数のミラー2061−1として呼ばれることができる。任意の適切な構成のDMD2005−1〜DMD2005−sおよびミラー2056−1、2061−1・・・2056−s、2061−sがシステム2000において使われることができると理解される。
DMD2005−1は、入力光パス(例えば光パス2030)に沿って、強さI0を有する光2010を受け取るように構成される。光2010は、ミラー2056−1および2061−1を照らす。ミラー2056−1を傾けることによって、DMD2005−1は、最初の光パス2020−1に沿った強さI1を有する第1の部分2015としての反射によって、光2010の部分を導く。ミラー2061−1を傾けることによって、DMD2005−1は、DMD2005−1の下流にあることができる複数のDMD2005のうちの別の1つに、強さI0−I1を有する第2の部分2025としての光2010の第2の部分を導く。示される実施によれば、第2の部分2025は、光パス2036に沿った反射によって、DMD2005の別の1つに進む。受け取った光2010の実質的に全てが、第1の部分2015の方向においておよび/または第2の部分2025の方向において、DMD2005−1によって(したがってミラー2056−1および2061−1を傾けることによって)進むものと、換言すれば、複数のDMD2005の各々1つが光吸収を最小化するように構成されるものと理解される。
DMD2005−s−1は、DMD2005の直前の1つから光パス2041に沿って、強さIrを有する光の部分2040を受け取るように構成される。光2040は、ミラー2056−s−1および2061−s−1を照らす。ミラー2056−s−1を傾けることによって、DMD2005−s−1は、光パス2020−s−1に沿った反射によって強さIs−1の光の部分2045を導く。ミラー2061−s−1を傾けることによって、DMD2005−s−1は、本明細書において残りの光2050とも呼ばれる光の部分2050をDMD2005−sに導く。図20に示すように、光の部分2050は、強さIr−Is−1を有する。
DMD2005−sは、ミラー2056−sおよび2061−sを傾けることによって、ミラー2056−sおよび2061−sを照らす残りの光2050を受け取り、そして残りの光2050を2つの部分2055および2060に分割するように構成される。DMD2005−sは、強さIs’を有する部分2055を光パス2020−sに沿って導き、そして、強さIs+1の部分2060を光パス2020−s+1に沿って導くようにさらに構成される。いくらかの実施によれば、1つ以上の第1の部分2015、光の部分2045、部分2055および部分2060は、光ファイバ(例えば、図1および図2の光ファイバ103、203)を介して1つ以上のプロジェクタにリレーされる。
通常、DMDにおいて、各ミラーは、そのデューティーサイクルのコース上の異なる位置の間に切替えられるかまたは傾けられる。受け取った光の部分は、特定の光パスに沿って進む。そして、それ故、光の進む部分の強さは、その特定の光パスに沿って受け取った光を導くべき位置においてミラーまたは複数のミラーが費やすデューティーサイクルの部分に依存する。換言すれば、各DMDミラーが特定位置で費やすデューティーサイクルの部分は、そのミラーによって導く光の強さ(「明るさ」)を規定する。
例えば、最初の光パス2020−1に沿って光2015の第1の部分を導くべき位置においてミラー2056−1が費やす関連するデューティーサイクルの部分が大きければ大きいほど、強さI1はより大きい。
反射光学デバイス1105の光学的性質は、目下さらに詳細に記載される。いくらかの実施によれば、複数の反射光学デバイス1105のうちの1つ以上のものの少なくとも1つの光学的性質は、受け取った光を可変に割り当てるために調節可能である。例えば、いくらかの実施によれば、複数の反射光学デバイス1105のうちの少なくとも1つは、可変減光フィルタから成る。いくらかの実施によれば、調節可能である少なくとも1つの光学的性質は、可変減光フィルタの反射率である。いくらかの関連した実施によれば、可変減光フィルタの反射率は、回転方向に可変的および直線方向に可変的のうちの1つである。いくらかの実施によれば、可変減光フィルタの反射率は、連続的に可変的である。いくらかの実施によれば、可変減光フィルタの反射率は、ほぼ1%からほぼ100%まで連続的に可変的である。いくらかの実施によれば、複数の反射光学デバイス1105のうちの1つ以上は、複数の反射光学デバイス1105のうちの1つ以上の反射率が調節可能なように、可変厚み光学コーティングを有する。いくらかの実施によれば、可変厚み光学コーティングは、誘電体コーティングから成る。
例えば、図13は、非限定的な実施による、反射率が回転方向に可変的な可変減光フィルタ1300を示す。可変減光フィルタ1300は、異なる反射率の4つの部分1305、1310、1315および1320を含む。部分1305は、より反射しない。そしてそれ故、部分1310、1315および1320に比べてより透過性である。部分1320は、より反射する。そしてそれ故、部分1305、1310および1315に比べてより透過しない。いくらかの実施によれば、部分1320は、部分1320で受け取る実質的に全部の光を反射するように構成される(例えば、部分1320の反射率はほぼ100%である)。可変減光フィルタ1300の反射部分の配置および個数が非限定的であり、そして、いくらかの実施によれば、可変減光フィルタ1300は、4つの反射率の部分よりも多いかまたは少ない部分を有するものと理解される。さらに、いくらかの実施によれば、2つ以上の部分1305、1310、1315および1320は、実質的に類似の反射率を有する。いくらかの実施によれば、可変減光フィルタ1300は、一般に円形またはディスク状の形状を有する。いくらかの実施によれば、可変減光フィルタ1300は、一般に環状の形状を有する。
動作において、光は、部分1305、1310、1315および1320のうちの1つで可変減光フィルタ1300に受け取られる。いくらかの実施によれば、光は、部分1305、1310、1315および1320のそれぞれの1つの重心軸線と一般に平行して、可変減光フィルタ1300に受け取られる。受け取った光の一部は、次いで、受け取る部分の反射率に基づいて、反射によって1つの光パスに沿って進む。そして、別の部分は、伝送によって別の光パスに沿って進む。反射される部分および伝送される部分の量は、光が部分1305、1310、1315および1320の別のもので可変減光フィルタ1300によって受け取られるように可変減光フィルタ1300を回転させることによって調整することができる。
部分1305、1310、1315および1320が反射率および透過率の異なる部分または領域として示されるにもかかわらず、いくらかの実施によれば、可変減光フィルタ1300の反射率が連続的に可変的であるように、部分1305、1310、1315および1320間の遷移は、円滑である。いくらかの関連した実施によれば、受け取った光の導かれたおよび分割された部分のそれぞれの量が、そしてそれ故、光の導かれたおよび分割された部分のそれぞれの強さがより可変的に調整されることができるように、可変減光フィルタ1300の反射率および透過率は、回転方向に等級づけられる。
別の例として、図14は、非限定的な実施による、反射率が直線方向に可変的である可変減光フィルタ1400Aおよび可変減光フィルタ1400Bを示す。可変減光フィルタ1400Aは、部分1405A、1410A、1415A、1420Aを含む。部分1405は、より反射しない。そしてそれ故、部分1410A、1415Aおよび1420Aに比べてより透過性である。部分1420Aは、より反射する。そしてそれ故、部分1405A、1410Aおよび1415Aに比べてより透過しない。いくらかの実施によれば、部分1420Aは、部分1420Aで受け取る実質的に全部の光を反射するように構成される(例えば、部分1420Aの反射率はほぼ100%である)。可変減光フィルタ1400Aの反射部分の配置および個数が非限定的であり、そして、いくらかの実施によれば、可変減光フィルタ1400Aは、4つの反射率の部分よりも多いかまたは少ない部分を有するものと理解される。さらに、いくらかの実施によれば、2つ以上の部分1405A、1410A、1415Aおよび1420Aは、実質的に類似の反射率を有する。
動作において、光は、部分1405A、1410A、1415Aおよび1420Aのうちの1つで可変減光フィルタ1400Aに受け取られる。受け取った光の一部は、次いで、受け取る部分の反射率に基づいて、反射によって1つの光パスに沿って進む。そして、別の部分は、伝送によって別の光パスに沿って進む。反射される部分および伝送される部分の量は、光が部分1405A、1410A、1415Aおよび1420Aの別のもので可変減光フィルタ1300によって受け取られるように可変減光フィルタ1400Aを直線移動させることによって調整することができる。
部分1405A、1410A、1415Aおよび1420Aが反射率および透過率の異なる部分または領域として示されるにもかかわらず、いくらかの実施によれば、可変減光フィルタ1400Aの反射率が連続的に可変的であるように、部分1405A、1410A、1415Aと1420A間の遷移は、円滑である。いくらかの関連した実施によれば、受け取った光の導かれたおよび分割された部分のそれぞれの量が、そしてそれ故、光の導かれたおよび分割された部分のそれぞれの強さがより可変的に調整されることができるように、可変減光フィルタ1400Aの反射率および透過率は、直線方向に等級づけられる。いくらかの実施によれば、可変減光フィルタ1400Aは、ストリップから成る。
例えば、可変減光フィルタ1400Bの反射率は、位置1410B、1415Bおよび1420Bに比べてより反射しないで、そしてそれ故、より透過性である位置1405Bから、位置1405B、1410Bおよび1415Bに比べてより反射して、そしてそれ故、より透過しない位置1420Bまで、連続的に可変的である。
別の例として、図15は、非限定的な実施による、縦方向、横方向および対角線方向(例えば、矢印1530、1535および1540によって示す)において反射率が線形に可変的である可変減光フィルタ1500を示す。可変減光フィルタ1500は、例えば、異なる反射率の部分15051,1〜1505y,xから成る。例えば、部分1505(1,1)は、部分1505(y,1)および1505(y,x)に比べてより反射しないで、そしてそれ故、より透過性である。いくらかの実施によれば、部分1505y,xは、部分1505y,xで受け取る実質的に全部の光を反射するように構成される(例えば、部分1505y,xの反射率はほぼ100%である)。いくらかの実施によれば、可変減光フィルタは、1つ以上の部分15051,1〜1505y,xで同時に光を受け取るように構成される。換言すれば、いくらかの実施によれば、1つ以上の部分15051,1〜1505y,xは、例えば、強さI1を有する第1の部分1115を生成するために受け取った光1110によって同時に照らされることができる。可変減光フィルタ1500の反射部分の配置および個数が非限定的であるものと理解される。さらに、いくらかの実施によれば、2つ以上の部分15051,1〜1505y,xは、実質的に類似の反射率を有する。
いくらかの実施によれば、可変減光フィルタ1300、1400Aまたは1500は、可変ステップ・フィルタから成る。
いくらかの実施によれば、そして図20のさらなる参照を用いて、複数の反射光学デバイスのうちの1つ以上は、DMD(例えばシステム2000のDMD2005−1・・・2005−s)を含む。いくらかの関連した実施によれば、調整されることができる少なくとも1つの光学的性質は、特定の光パスに沿ってDMDで受け取られる光を異なる部分に導くための、そしてそれにより、導かれた光の強さを調整するDMDミラーの構成である。例えば、DMD2005−1については、関連するデューティーサイクルのより大きな部分が最初の光パス2020−1に沿って受け取った光2010を反射するためにミラー2056−1、2061−1をより多く傾けることによって、第2の部分2025と比較してまたはそれに比例して、第1の部分2015の量は、増加することができて、これにより、強さI1を増加させることができる。最初の光パス2020−1に沿って光を反射する位置においてミラー2056−1、2061−1が費やす関連するデューティーサイクルの部分を増加させることによって、光パス2036に沿って光を反射する位置においてミラー2056−1、2061−1が費やす関連するデューティーサイクルの部分は減少して、これにより、第1の部分2015に関して第2の部分2025を減少させる。
いくらかの実施によれば、複数の反射光学デバイス1105のうちの1つ以上のものの少なくとも1つの光学的性質は、複数の反射光学デバイス1105のうちの別の1つの少なくとも1つの光学的性質から独立して調節可能である。例えば、いくらかの実施によれば、最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1の反射率は、複数の反射光学デバイス1105のうちの残りの反射光学デバイスから独立して変更されることができておよび/または調整されることができる(例えば、増加されておよび/または減少される)。
いくらかの実施によれば、少なくとも1つの光学的性質を調整することは、反射光学デバイス1105のうちの少なくとも1つを、少なくとも1つの異なる光学的性質を有する可変反射ビームスプリッタと切り替えるかまたは交換することを含む。
非限定的な実施による、そして類似のエレメントが「11」よりむしろ「16」で始まる図11と類似の番号によって示される、複数の光パスに沿って提供される光の強さ(「明るさ」)を分配して調整するシステム1600を示す図16に注意は向けられる。
システム1600は、複数の反射光学デバイス1605−1〜1605−sを含み、本明細書において集合的に複数の反射光学デバイス1605として、概して1つの反射光学デバイス1605として呼ばれる。複数の反射光学デバイスは、最初の可変反射ビームスプリッタ1605−1を含む。最初の可変反射ビームスプリッタ1605−1は、入力光パス(例えば光パス1630)に沿って、強さI0を有する光1610を受け取り、そして、強さI1を有する第1の部分1615としての光1610の部分を最初の光パス1620−1に沿って導き、および、強さI0−I1を有する第2の部分1625としての光1610の第2の部分を、最初の可変反射ビームスプリッタ1605−1の下流にあることができる複数の反射光学デバイス1605のうちの別の1つに導くように構成される。示される実施によれば、第2の部分1625は、複数の反射光学デバイス1605のうちの別の1つに対して光パス1630に沿って進む。システム1100のように、受け取った光1610の実質的に全ては、可変ビームスプリッタ1605−1によって第1の部分1615の方向においておよび/または第2の部分1625の方向において進むものと、換言すれば、各反射光学デバイス1605は、光の吸収を最小化するように構成されるものと理解される。
システム1600は、最初の可変反射ビームスプリッタ1605−1と最後の反射光学デバイス1605−sとの間に位置する、本明細書においてサブセット1605−s−x〜1605−s−x+1とも呼ばれる複数の反射光学デバイス1605−s−x〜1605−s−x+1のサブセットを示す。サブセット1605−s−x〜1605−s−x+1のうちの各1つは、複数の反射光学デバイス1605のうちの直前の反射光学デバイスから直前の光を受け取り、そして、それぞれの光パスに沿って直前の光の1つの部分を導き、および、直前の光の他の部分を複数の反射光学デバイス1605の連続した1つに導くように構成される。例えば、反射光学デバイス1605−s−x+1は、強さIs−xを有する光の部分1670を光パス1620−s−xに沿って導き、直前の光1675としての別の部分を光パス1630に沿って導く直前の反射光学デバイス1605−s−xから強さIw−Is−xを有する直前の光1675を受け取り、そして、強さIs−x+1の直前の光1680を光パス1620−s−x+1に沿って導き、強さ(Iw−Is−x)−Is−x+1を有する直前の光1685の別の部分を光パス1630に沿って複数の反射光学デバイス1605のうちの連続した1つに導くように構成される。直前の反射光学デバイス1605−s−xは、別の直前の反射光学デバイス1605−s−x−1(図示せず)から、強さIwを有する光1665を受け取る。いくらかの実施によれば、複数の反射光学デバイス1605のうちの連続した1つは、最後の光学デバイス1605−sから成る。そしてそれは、例えば、残りの光1650を受け取り、そして、強さIsを有する残りの光1650を光パス1620−sに沿って導くように構成されてもよい。いくらかの実施によれば、直前のものは、最初の可変反射ビームスプリッタ1605−1から成る。
光パス1120−1〜1120−s、1220−s、1230および1620−1〜1620−sのいずれか1つの特定の光パスに沿って提供される光の強さは、例えば、以下の式(1)を用いて決定されることができる。
Ih=[Rh(1−Rh−1)(1−Rh−2)...]I0 式(1)
ここで、hは特定の光パスの番号、Ihは特定の光パスhに沿って導かれる光の強さ、I0は、最初の可変反射ビームスプリッタ(例えば最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1)によって受け取られる光の強さ、Rh、Rh−1は、特定の光パスhに沿って導く特定の反射光学デバイスの上流の反射光学デバイスの反射率。いくらかの実施によれば、式(1)は、反射光学デバイス1105〜1605の反射率をセットするために用いることもできるものと理解される。
上記のように、いくらかの実施によれば、複数の反射光学デバイスのうちの少なくとも1つは、反射率が縦方向、横方向および対角線方向において線形に可変的である可変減光フィルタ(例えば可変減光フィルタ1500)を含む。いくらかの関連した実施によれば、1つ以上の部分15051,1〜1505y,xは、受け取る光1110によって同時に照らされることができる。少なくともこの種の実施において、式(1)における可変減光フィルタ1500の反射率の値は、受け取る光1110によって照らされる部分15051,1〜1505y,xの全体の反射率である。
さらに、個々の光の強さI1〜Is(およびIs+1)が最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1、1605−1(例えば光1110および1610)で受け取られる光の分割、導き、割り当てまたは分岐の結果であるので、個々の光の強さI1〜Is(およびIs+1)の合計は、最初の可変反射ビームスプリッタ(例えば最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1)によって受け取られる光の強さI0にほぼ等しい。
いくらかの実施によれば、システム1600は、複数の反射光学デバイス1605と通信して、複数の反射光学デバイス1605のうちの1つ以上のものの少なくとも1つの光学的性質を調整するように構成される制御システム1690を含む。いくらかの実施によれば、制御システム1690は、通信リンク1695―1〜1695−sに沿って複数の反射光学デバイス1605と通信する。いくらかの実施によれば、通信リンク1695―1〜1695−sは、1つ以上の有線のおよび無線の通信リンクを含む。いくらかの実施によれば、制御システム1690は、制御システム1690によって受信されるコントロールデータ1696にしたがって複数の反射光学デバイス1605のうちの1つ以上のものの少なくとも1つの光学的性質を調整するように構成される。いくらかの実施によれば、コントロールデータ1696は、1つ以上の反射光学デバイス1605の強さに関してコンピュータが実行可能な命令を有するコンピュータ可読プログラムコードから成る。例えば、コントロールデータ1696は、1つ以上の反射光学デバイス1605の強さの変化を制御するための命令から成ることができる。いくらかの実施によれば、制御システム1690は、コントロールデータ1696の受信に応答して、光学コンポーネントの回転、直線移動、切替え、および複数の反射光学デバイス1605のコンポーネント(例えばDMDミラー)の構成、および/またはコントロールデータ1696の変更の決定のうちの1つ以上を実行するように構成されるプロセッサを含む。
複数の光パスに沿って提供される光の強さ(「明るさ」)を分配して調整するための記載されたシステムは、さまざまなアプリケーション(例えばプロジェクション・システム)において利用されることができる。例えば、いくらかの実施によれば、複数の光パスに沿って提供される光の強さ(「明るさ」)を分配して調整するための記載されたシステムは、光分配システム105、205および405と結合して利用されることができる。
非限定的な実施による、そして類似のエレメントが例えば図16のように「16」よりむしろ「17」で始まる図11〜図16と類似の番号によって示される、複数の光パスに沿って提供される光の強さ(「明るさ」)を分配して調整するシステムを組み込むプロジェクション・システム1700を示す図17に注意は向けられる。
システム1700は、複数の反射光学デバイス1705−1〜1705−sを含み、以下、集合的に複数の反射光学デバイス1705として、概して1つの反射光学デバイス1705として呼ばれる。複数の反射光学デバイスは、最初の可変反射ビームスプリッタ1705−1を含む。最初の可変反射ビームスプリッタ1705−1は、入力光パス(例えば光パス1730)に沿って、強さI0を有する光1710を受け取り、そして、強さI1を有する第1の部分1715としての光1710の部分を最初の光パス1720−1に沿って導き、および、強さI0−I1を有する第2の部分1725としての光1710の第2の部分を、最初の可変反射ビームスプリッタ1705−1の下流にあることができる複数の反射光学デバイス1705のうちの別の1つに導くように構成される。示される実施によれば、第2の部分1725は、複数の反射光学デバイス1705のうちの別の1つに対して光パス1730に沿って進む。システム1100のように、受け取った光1710の実質的に全ては、可変ビームスプリッタ1705−1によって第1の部分1715の方向においておよび/または第2の部分1725の方向において進むものと、換言すれば、各反射光学デバイス1705は、光の吸収を最小化するように構成されるものと理解される。
システム1700は、最初の可変反射ビームスプリッタ1705−1と最後の反射光学デバイス1705−sとの間に位置する、本明細書においてサブセット1705−s−x〜1705−s−x+1とも呼ばれる複数の反射光学デバイス1705−s−x〜1705−s−x+1のサブセットを示す。サブセット1705−s−x〜1705−s−x+1のうちの各1つは、複数の反射光学デバイス1705のうちの直前の反射光学デバイスから直前の光を受け取り、そして、それぞれの光パスに沿って直前の光の1つの部分を導き、および、直前の光の他の部分を複数の反射光学デバイス1705の連続した1つに導くように構成される。例えば、反射光学デバイス1705−s−x+1は、強さIs−xを有する光の部分1770を光パス1720−s−xに沿って導き、直前の光1775としての別の部分を光パス1730に沿って導く直前の反射光学デバイス1705−s−xから強さIw−Is−xを有する直前の光1775を受け取り、そして、強さIs−x+1の直前の光1780を光パス1720−s−x+1に沿って導き、強さ(Iw−Is−x)−Is−x+1を有する直前の光1785の別の部分を光パス1730に沿って複数の反射光学デバイス1705のうちの連続した1つに導くように構成される。直前の反射光学デバイス1705−s−xは、別の直前の反射光学デバイス1705−s−x−1(図示せず)から、強さIwを有する光1765を受け取る。いくらかの実施によれば、複数の反射光学デバイス1705のうちの連続した1つは、最後の光学デバイス1705−sから成る。そしてそれは、例えば、残りの光1750を受け取り、そして、強さIsを有する残りの光1750を光パス1720−sに沿って導くように構成されてもよい。いくらかの実施によれば、直前のものは、最初の可変反射ビームスプリッタ1705−1から成る。
プロジェクション・システム1700は、複数のプロジェクタ1701−1〜1701−sを含み、集合的に複数のプロジェクタ1701として、概してプロジェクタ1701として呼ばれる。プロジェクタ1701は、反射光学デバイス1705と1対1の関係において示される。換言すれば、図17に示すプロジェクション・システム1700の実施によれば、プロジェクタ1701の各1つは、反射光学デバイス1705のうちの1つと関係する。いくらかの実施によれば、複数のプロジェクタ1701は、1つ以上の、第1の部分1715および残りの光1750を受け取るように構成される。
いくらかの実施によれば、1つ以上の第1の部分1715、残りの光1750、および少なくとも1つの部分1755および1760は、少なくとも1つの光ファイバーケーブル(例えば、集合的に光ファイバーケーブル1706と呼ばれる光ファイバーケーブル1706−1、1706−sおよび1706−s+1)によって、プロジェクタ1701に提供される。
さらに、システム1700は、それぞれ光パス1720−s−xおよび1720−s−x+1に沿って進む光の部分1770および1780を受け取るように構成される別の複数のプロジェクタ1701−s−x、1701−s−x+1を含む。いくらかの実施によれば、別の複数のプロジェクタ1701−s−x、1701−s−x+1は、プロジェクタ1701のサブセットである。
いくらかの実施によれば、1つ以上の光の部分1770および1780は、少なくとも1つの光ファイバーケーブル(例えば、光ファイバーケーブル1706−s−xおよび1706−s−x+1)によって、プロジェクタ1701−s−x、1701−s−x+1に提供される。
光ファイバーケーブル1706−1、1706−s、1706−s―x、1706−s−x+1および1706−s+1は、いくらかの実施によれば1つの光ファイバから成り、いくらかの実施によれば複数の光ファイバから成るものと理解される。
図17および図18に示すように、いくらかの実施によれば、プロジェクション・システム1700は、最初の光パス、最後の光パス、2つの異なる光パスのうちの少なくとも1つ、および1つ以上のそれぞれの光パス上に位置する中間光学部品をさらに含む。中間光学部品は、複数のプロジェクタによって受け取る前に第1の部分、残りの光、直前の光の1つの部分、および2つの部分のうちの少なくとも1つのうちの1つ以上をリレーする。例えば、図17および図18に示すように、システム1700は、プロジェクタ1701によって受け取る前に第1の部分1715、残りの部分1750または1755、部分1760、直前の光の部分1765、および直前の光の別の部分1775のうちの1つ以上をリレーするために、最初の光パス1720−1、最後の光パス1720−s、それぞれの光パス1720−s−xおよび1720−s−x+1、および光パス1730のうちの1つ以上に位置する、集合的に中間光学部品1711と呼ばれる中間光学部品1711−1〜1711−s、1711−s+1までを含むことができる。いくらかの実施によれば、中間光学部品1711−1〜1711−sおよび1711−s+1は、1つ以上のインテグレーティングロッド、レンズ、プリズム、フィルタ、ミラーおよび光空間変調器を含む。いくらかの実施によれば、中間光学部品1711−1〜1711−sおよび1711−s+1は、受け取った光の均質化、1つ以上の波長への分割、およびコリメーションのうちの1つ以上を実行することによって、第1の部分1715、残りの部分1750または1755、部分1760、直前の光の部分1765および直前の光の別の部分1775のうちの1つ以上をリレーする。
いくらかの実施によれば、プロジェクション・システム1700は、強さI0を有する光1710を最初の可変反射ビームスプリッタ1705−1に提供するために光源1721を含む。いくらかの実施によれば、光源1721は、レーザー光源およびランプ光源のうちの1つから成る。いくらかの実施によれば、光源1721は、白色レーザー光および青色レーザー光のうちの1つから成る。いくらかの実施によれば、光1710は、少なくとも1つの光ファイバーケーブル(例えば光ファイバーケーブル1726)によって、光源1721により最初の可変反射ビームスプリッタ1705−1に提供される。
さらに、いくらかの実施によれば、最初の可変反射ビームスプリッタ1705−1によって受け取る前に光1710をリレーするために、システム1700は、入力光パス(例えば光パス1730)に沿って複数の反射光学デバイスの前に位置するリレー光学部品1716を含む。いくらかの実施によれば、リレー光学部品1716は、コリメート光学部品から成ることができる。いくらかの実施によれば、光1710は、少なくとも1つの光ファイバーケーブル(例えば光ファイバーケーブル1726)によって、そしてリレー光学部品1716を介して、光源1721により最初の可変反射ビームスプリッタ1705−1に提供される。
いくらかの実施によれば、システム1700は、複数の反射光学デバイス1705と通信して、複数の反射光学デバイス1705のうちの1つ以上のものの少なくとも1つの光学的性質を調整するように構成される制御システム1790を含む。いくらかの実施によれば、制御システム1790は、通信リンク1795―1〜1795−sに沿って複数の反射光学デバイス1705と通信する。いくらかの実施によれば、通信リンク1795―1〜1795−sは、1つ以上の有線のおよび無線の通信リンクを含む。いくらかの実施によれば、制御システム1790は、制御システム1790によって受信されるコントロールデータ1796にしたがって複数の反射光学デバイス1705のうちの1つ以上のものの少なくとも1つの光学的性質を調整するように構成される。いくらかの実施によれば、コントロールデータ1796は、1つ以上の反射光学デバイス1705の強さに関してコンピュータが実行可能な命令を有するコンピュータ可読プログラムコードから成る。例えば、コントロールデータ1796は、1つ以上の反射光学デバイス1705の強さの変化を制御するための命令から成ることができる。いくらかの実施によれば、制御システム1790は、コントロールデータ1796の受信に応答して、光学コンポーネントの回転、直線移動、切替え、および複数の反射光学デバイス1705のコンポーネント(例えばDMDミラー)の構成、および/またはコントロールデータ1796の変更の決定のうちの1つ以上を実行するように構成されるプロセッサを含む。
上記のように、プロジェクタ1701は、反射光学デバイス1705と1対1の関係において示される。しかしながら、いくらかの関連した実施によれば、プロジェクタ1701は、反射光学デバイス1705と1対1の関係にはない。いくらかの実施によれば、プロジェクタ1701の個数は、反射光学デバイス1705の個数を上回る。例えば、いくらかの実施によれば、複数のプロジェクタ1701は、図18に示すように、プロジェクタ1701−s+1を含む。最後の反射光学デバイス1205−sと同様に、最後の反射光学デバイス1705−sは、強さIr−Is−1の残りの光1750を受け取って、残りの光1750を2つの部分1755および1760に分割し、そして、強さIs’を有する部分1755を光パス1720−sに沿って導き、プロジェクタ1701−s+1によって受け取るための強さIs+1の部分1760を光パス1730に沿って導くように構成されてもよい。それ故、いくらかの実施によれば、複数のプロジェクタ1701は、第1の部分1715、残りの光1750、そして部分1755および1760のうちの1つ以上のを受け取るように構成される。
非限定的な実施による、複数の光パスに沿って提供される光の強さ(「明るさ」)を分配して調整する方法1900のフローチャートを示す図19に、目下、注意は向けられる。方法1900の説明を支援するために、方法1900は、プロジェクション・システム1700を使用して実行されるものと仮定する。さらに、方法1900の以下の説明は、プロジェクション・システム1700およびその各種コンポーネントのさらなる理解に至る。しかしながら、プロジェクション・システム1700および/または方法1900は、変化することができて、互いに連動して本明細書に述べられるように働くことは必ずしも必要でなく、そして、この種の変化が本実施の範囲内であることを理解すべきである。例えば、特に明記しない限り、方法1900は、示すように正確なシーケンスにおいて実行される必要はない。同様に、さまざまなブロックは、シーケンスにおいてよりはむしろ並列において実行されてもよい。それ故、方法1900のエレメントは、本明細書において「ステップ」よりもむしろ「ブロック」と呼ばれる。さらに、いくらかの実施によれば、方法1900は、システム1100および1600によって実施されることもできると理解されよう。
ブロック1910では、複数の反射光学デバイス1705のうちの最初の可変反射ビームスプリッタ1705−1において、光1710は、入力光パス(例えば光パス1130)に沿って受け取られ、そして、光1710の第1の部分1715は、最初の光パス1720−1に沿って進む。
ブロック1920では、最初の可変反射ビームスプリッタ1705−1において、光1710の第2の部分1725は、複数の反射光学デバイス1705のうちの別の1つに進む。例えば、第2の部分1725は、反射光学デバイス1705−s−xに進むことができて、次いで、直前の光の部分1765は、第2の部分1725から成る。
ブロック1930では、最後の反射光学デバイス1705−sにおいて、残りの光1750は、最後から2番目の反射光学デバイスから受け取られる。いくらかの実施によれば、第2の反射光学デバイスは、反射光学デバイス1705−s−x+1から成り、そして残りの光1750は、直前の光の他の部分1785から成る。
ブロック1940および1950では、最後の反射光学デバイス1705−sにおいて、最後の光パス1720−sに沿って残りの光1750を導くこと、および、残りの光1750を2つの部分(部分1755および1760)に分割して、部分1755、1760を2つの異なる光パス(例えば、最後の光パス1720−sおよび光パス1730)に沿って導くこと、のうちの1つ以上が実行される。
ブロック1960では、複数の反射光学デバイス1705のうちの1つ以上のものの少なくとも1つの光学的性質は、受け取った光を可変に割り当てるように調整される。例えば、いくらかの実施によれば、反射光学デバイス1705のうちの1つの反射率は、増加する。これにより、光パス1720−1〜1720−sのうちの関連する1つに沿って導かれる1つ以上の反射光学デバイス1705で受け取られる光の部分を増加させる。その結果、プロジェクタ1701の関連する1つによって受け取られる光の強さは、増加する。
それ故、いくらかの実施によれば、1つ以上の反射光学デバイス1705の少なくとも1つの光学的性質を調整することによって、プロジェクタ1701のそれぞれ1つによって受け取られる光の強さは、変えられることができて、および/または調整されることができる(例えば、第1の部分1715、残りの光1750、部分1755および1760のうちの少なくとも1つ、および光の部分1770および1780、のうちの1つ)。いくらかの実施によれば、この種の調整は、反射光学デバイス1705の特定の1つまたは複数のうちの少なくとも1つの光学的性質を調整することによって、必要に応じてまたは所望の基礎において「オンザフライ」で実行されることができる。その結果、いくらかの実施によれば、プロジェクタ1705のいずれか1つによって受け取られる光を調整する光分配または光の強さ調整システムの急激な再変更は、回避されることができる。
上述の通り、複数の反射光学デバイス1105〜1705の各1つは、それぞれの反射光学デバイスで受け取られる光の実質的に全てを導くかまたは分割するように構成される。さらに、それぞれの反射光学デバイスの任意の1つで受け取られる光は、直接または間接に、最初の可変反射ビームスプリッタによって受け取られる光(例えば、最初の可変反射ビームスプリッタ1105−1、1605−1、1705−1によって受け取られる光1110、1610および1710)に基づく。その結果、いくらかの実施によれば、システム1100、1600および1700は、1つ以上の光パス(例えば光パス1720−11〜1720−s)に沿って進む光の強さを調整するために単一光源だけを必要とする。これは、システムの複雑さを減らすことができて、システム効率を増加させることができて、その結果、他の典型的な光分配および強さ調整システムと比較して、コストの削減に至ることができる。例えば、いくらかの典型的な光分配および強さ調整システムは、光の強さが調整される光パスごとに、光源を必要とする。その結果、これらの典型的システムは、特定の光パスに沿って所望の強さで光を提供するのに必要な量を上回る光を廃棄する傾向がある。
それ故、本明細書に記載されているのは、青色レーザー光を他の色の光に変換する色変換システムを用いて複数のプロジェクタに光を提供するための青色レーザー光源を使用することができるシステムである。それ故、青色レーザー光を伝えるための特定のコンポーネントが色変換システムの前に用いられることができる。そしてそれは、白色光源を用いるシステムと比較すると、システムの複雑さを減らして、エタンデュを減らす。さらに、光分配システムは、プロジェクタおよび/または色変換システムに光を等しく分配するために用いることができる。光分配システムは、小型レンズのサブインテグレーティングロッドおよび/またはアレイに基づくことができる。この種の光学コンポーネントを用いることにより、主インテグレーティングロッドからの光出力は、(主インテグレーティングロッドの)出力領域を複数のより小さい領域に分けることによって、等しく分配される。これらのより小さい領域は、等しい。そして、より小さい領域間の境界は、ごくわずかであり、したがって、分割は、効率的になされる(失われる光の損失はない)。エタンデュが主インテグレーティングロッドから複数のプロジェクタまで一致されるように、領域は、設計される。さらに、互いに積み重なりおよび/または隣接するコンポーネントを用いることにより、主インテグレーティングロッドによって発する光の実質部分は、集められる。あるいは、光分配システムは、光を可変の強さに調整するのと同様に、可変強さコンポーネントに基づいて光を分配することができる。実際、本明細書に記載されている光分配システムのいずれかは、青色レーザー光源および/または白色光源および/または他の色の光源とともに用いられることができる。
いくらかの実施において、前もってプログラムされたハードウェアまたはファームウェア・エレメント(例えば、特定用途向け集積回路(ASIC)、電気的に消去可能なプログラマブル読出専用メモリ(EEPROM)など)、または他の関連するコンポーネントを用いて、システム1100、1600および1700の機能性は実施されることができると、当業者は認める。他の実施において、システム1100、1600および1700の機能性は、コンピューティング装置の動作のためのコンピュータ可読プログラムコードを格納するコード・メモリ(図示せず)にアクセスしたコンピューティング装置を用いて達成されることができる。コンピュータ可読プログラムコードは、固定されて、有形の、そしてこれらのコンポーネント(例えば、着脱可能なディスケット、CD−ROM、ROM、固定ディスク、USBドライブ)によって直接読み込み可能なコンピュータ可読記憶媒体に格納されることができる。さらに、コンピュータ可読プログラムは、コンピュータ使用可能媒体から成るコンピュータ・プログラム製品として格納されることができると認められる。さらに、持続的な記憶機器は、コンピュータ可読プログラムコードを含むことができる。コンピュータ可読プログラムコードおよび/またはコンピュータ使用可能媒体は、固定コンピュータ可読プログラムコードおよび/または固定コンピュータ使用可能媒体を含むことができるとさらに認められる。あるいは、コンピュータ可読プログラムコードは、遠隔で格納されることができるが、伝送媒体上のネットワーク(インターネットを含むが、これに制限されない)に接続しているモデムまたは他のインターフェース機器を介してこれらのコンポーネントに送ることができる。伝送媒体は、非モバイル媒体(例えば、光学および/またはデジタルおよび/またはアナログ通信回線)またはモバイル媒体(例えば、マイクロ波、赤外線、光学自由空間または他の伝送方式)またはそれらの組み合わせのいずれかであることができる。
より他の実施および可能な修正があり、そして上記の例が1つ以上の実施の実例だけであると、当業者は認める。したがって、範囲は、本明細書に添付される請求項によって制限されるのみである。