JP7252346B2 - 投影光強度を増加させるためのプロジェクタおよび方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は画像プロジェクタに関し、特に、投影画像の輝度を増加させることに関する。

画像プロジェクタは、照明を生成し、スクリーンのような投影面上に照明を投影するように構成される。画像プロジェクタは、画像データを受け取り、画像データに従って、照明の強度と色を空間的に変調することによって、投影面上に画像を生成する。投影画像の品質は、空間的に変調照明のピーク強度に部分的に依存する。

第１の態様では、プロジェクタは、光源と、インテグレーティングロッドと、画像パネルと、ビーム整形器と、ビーム整形器に機械的に接続されたアクチュエータとを含む。光源は、照明を生成するように構成される。インテグレーティングロッドは、第１端にロッドアスペクト比を有する。画像パネルは、表示アスペクト比で画像を表示するように構成される。ビーム整形器は、ビーム整形器がインテグレーティングロッドと画像パネルとの間の照明の光路と交差するとき、ビーム整形器によって透過される照明がビーム整形器に入射する照明と共線であるように、成形され、および配向された複数のプリズムを含む。アクチュエータは（ｉ）ビーム整形器が照明のアスペクト比を変化させない第１の構成と、（ｉｉ）ビーム整形器がインテグレーティングロッドと画像パネルとの間の光路と交差し、照明のアスペクト比を変化させる第２の構成との間でプロジェクタを切り替えるように構成される。ビーム整形器によって透過される照明は表示アスペクト比に等しいアスペクト比を有することができ、これは、表示された画像に入射する照明の強度を増加させる。

第２の態様では、プロジェクタは、光源と、複数のプリズムを含む遅延線と、複数のプリズムの第１のプリズムに機械的に接続されたアクチュエータとを含む。光源は、光路に沿って伝搬する照明を生成するように構成される。遅延線は光路と交差し、ビーム整形器によって透過される照明が（ｉ）ビーム整形器に入射する照明と共線であり、（ｉｉ）｜１－Ｍ｜＜０．１である、ほぼ１である係数Ｍにより拡大されるように成形され、および配向された複数のプリズムを含む。アクチュエータは、（ｉ）遅延線内の光路に垂直な方向、および（ｉｉ）共通な光軸に垂直な複数のプリズムの方向の屈折面に垂直な平面内で、第１のプリズムを平行移動させることによって、遅延線を通る光路長を変更するように構成される。

従って、遅延線は、照明の形状またはサイズを大きく変えることなく、画像パネルまたはディスプレイスクリーン上の照明の正確な焦点合わせを可能にする。

第３の態様では、プロジェクタの投影光強度を増加させる方法が開示される。この方法は、ロッドアスペクト比を有する、プロジェクタのインテグレーティングロッドから出る照明がロッドアスペクト比と異なる第１の表示アスペクト比でビデオデータを表示する画像パネルに入射するときに実行されてもよい。本方法は、表示されたビデオデータの平面に垂直な平面内で、複数の平面で照明を屈折させることによって、第１の表示アスペクト比に一致させるように照明のアスペクト比を変更することを含む。第３の態様および第１の態様は、同様の技術的利点を有する。

一実施形態における、スクリーン上に画像を投影するように構成されたプロジェクタの概略図である。 一実施形態における、図１のプロジェクタの画像パネルの概略平面図である。 一実施形態における、電子的に制御された光学機構を含む、図１のプロジェクタの一例であるプロジェクタの概略図である。 図１のプロジェクタの一例のビーム整形器に入射する照明の断面概略図である。 一実施形態における、遅延線に入射する照明の断面概略図である。 プリズムの概略断面図であって、そこを通って伝播する照明の入射角、屈折角および透過角を示す。 一実施形態における、２つの画像パネルを含み、図１のプロジェクタの一例であるプロジェクタの概略図である。 一実施形態におけるプロジェクタの投影光強度を増加させる方法を示すフローチャートである。

図１は、スクリーン１９０上に投影画像１９５を投影するように構成されたプロジェクタ１００の概略図である。プロジェクタ１００は、光学機構１０４と、光源１１０と、インテグレーティングロッド１３０と、制御回路１４０と、画像パネル１７０とのうちの少なくとも１つを含む。インテグレーティングロッド１３０は、矩形断面を有し、ロッドアスペクト比１３１を有してもよい、画像パネル１７０に近接する第１端１３２を有する。光学機構１０４は、ビーム整形器１６０およびアクチュエータ１５１を含む。また、プロジェクタ１００は、リレー光学系１２０と、リレー光学系１２５と、投影光学系１４５とのうちの少なくとも１つを含んでもよい。

制御回路１４０はビデオデータ１４２を受信する。画像パネル１７０は、ビデオデータ１４２の表示画像１７５を表示するように構成されたアクティブ領域１７１を有する。アクティブ領域１７１および表示画像１７５は、以下ではパネルアスペクト比１７２および表示アスペクト比１７６とも呼ばれる、それぞれのアスペクト比１７２および１７６を有する。表示アスペクト比１７６はパネルアスペクト比１７２と等しくてもよく、その場合、パネル画像１７５は、アクティブ領域１７１を完全に占めることができる。ロッドアスペクト比１３１は、パネルアスペクト比１７２と等しくてもよい。

ビデオデータ１４２の表示フォーマットは、ビデオデータ１４２のメタデータとして記憶することができる表示アスペクト比１７６を決定することができる。候補ディスプレイフォーマットは、ＤＣＩ（２Ｋ／４Ｋ）およびワイドスクリーン（「スコープ」）を含み、これらは、それぞれ、１．９０：１および２．３９：１のアスペクト比を有する。

光源１１０は、光源１１０からのビーム経路１１１に沿って、およびインテグレーティングロッド１３０を通って伝搬する照明１１２を生成するように構成される。照明１１２は、ロッドアスペクト比１３１に等しいアスペクト比を有する照明１１６として、第１端１３２でインテグレーティングロッド１３０から出る。したがって、照明１１６は、パネルアスペクト比１７２に等しいアスペクト比を有することができる。第１端１３２は平面ｘ－ｙに平行な平面であってもよいし、平面ｘ－ｙに垂直な対称軸を有する非平面であってもよい。

インテグレーティングロッド１３０は、第１端１３２を出る照明１１６が画像パネル１７０のアクティブ領域１７１に到達したときに、ビーム経路１１１に直交する平面内で、十分に均一な照明を有するように、照明１１２の光強度を空間的に均質化する。この目的のために、インテグレーティングロッドは、正規化長Ｌ_ｎ≧４を有することができ、これは、約０．８のエッジ対中心強度比を確保するために、インテグレーティングロッド１３０における十分な数の全内部反射を可能にする（Ｂｒｅｎｎｅｓｈｏｌｔｚ ａｎｄ Ｓｔｕｐｐ，Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙｓ．Ｊ．Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ，２００８）。正規化長Ｌ_ｎは、インテグレーティングロッド１３０の幾何学的長さＬ、開口数ＮＡ、屈折率ｎ_１、および断面積Ａの関数であり、Ｌ_ｎ＝（Ｌ・ＮＡ）／（ｎ_１・√Ａ）である。

リレー光学系１２０は、光源１１０とインテグレーティングロッド１３０との間のビーム経路１１１に沿って照明１１２を導くことができる。リレー光学系１２５は、インテグレーティングロッド１３０と画像パネル１７０との間のビーム経路１１１に沿って照明１１６を導くことができる。リレー光学系１２０および１２５の各々は、少なくとも１つのレンズおよび／または少なくとも１つのミラーを含むことができる。リレー光学系１２５は、照明１１６のアスペクト比を変更しない間、照明１１６を拡大することができる。ここで、倍率は縮小、すなわち、倍率係数Ｍが１未満の場合、を含む。

画像パネル１７０に入射する照明１１６は、ここではパネル照明１１７として示される。パネル照明１１７は、例えばビーム整形器１６０がビーム経路１１１内に存在しない場合、照明１１６と同じアスペクト比を有することができる。照明１１６およびパネル照明１１７は、座標系１９８のｚ方向を定義する共通の一次伝搬方向を有してもよく、本明細書では、特に明記しない限り、座標系１９８のうちのｘ，ｙ，またはｚのうちの少なくとも１つによって示される、方向または平面を参照する。

画像パネル１７０は、パネル画像１７５にしたがってパネル照明１１７を変調することによって照明１１８を生成する。プロジェクタ１００は、スクリーン１９０が投影画像１９５を表示するように、照明１１８をスクリーン１９０に投影する。画像パネル１７０は、透過または反射パネル照明１１７のいずれかによって変調照明１１８を生成することができる。例えば、画像パネル１７０は、空間光変調器、反射光バルブ、透過光バルブ、またはＭＥＭＳアレイであってもよい。

投影画像１９５の品質は、表示画像１７５上のパネル照明１１７の強度に依存する、そのダイナミックレンジに部分的に依存する。この強度は、パネル照明１１７のアスペクト比が表示画像１７５の表示アスペクト比１７６と一致しないときに、そのピーク到達可能値を下回る。

図２は、画像１７５を表示し、パネル照明１１７によって照明される画像パネル１７０の概略平面図である。図２の平面図は、方向ｘ’，ｙ’，ｚ’を示す座標系２９８のｘ’－ｙ’平面内にある。座標系２９８は、座標系１９８に対して回転させることができる。例えば、方向ｙ，ｙ’は平行であってもよく、ｘ’－ｙ’平面はｘ－ｙ平面に対して、０°～９０°、４５°の範囲、例えば、４５°の角度で配向されてもよい。図２では、アクティブ領域１７１、表示画像１７５、およびパネル照明１１７は、それぞれ実線、点線、および破線で描かれている。図２の例では、パネル照明１１７のアスペクト比がパネルアスペクト比１７２に等しく、表示アスペクト比１７６に等しくない。

図２は、アクティブ領域１７１の３つの領域、すなわち、下部領域２７１、中間領域２７２、および上部領域２７３を示す。図２の例では、表示画像１７５は、表示アスペクト比がパネルアスペクト比１７２を超えるように、アクティブ領域１７１のアスペクト比を超えるアスペクト比でフォーマットされたビデオデータ、例えば映画の一部である。このような動作シナリオでは、上部領域２７３および下部領域２７１の少なくとも一方が表示画像１７５の一部を表示しない。パネル照明１１７のアスペクト比は表示アスペクト比１７６と等しくないので、パネル照明１１７の一部は表示画像１７５の一部を表示しない領域２７１および２７３に入射する。したがって、領域２７１および２７３に入射するパネル照明１１７は、より低いダイナミックレンジ、したがって準最適画質をもたらす投影画像１９５の強度に寄与しない。

ここで、照明効率は、表示画像１７５を照らす面積パネル照明１１７と、画像パネル１７０に入射するパネル照明１１７の全断面積との比である。アクチュエータ１５１およびビーム整形器１６０は、（画像パネル１７０に入射する）パネル照明１１７のアスペクト比が表示アスペクト比１７６に等しくなるように、照明１１６を整形することによって画質劣化を改善する。このようなビーム整形は、照明効率を高める。

ビーム整形器１６０は、複数のプリズムのそれぞれの前面およびそれぞれの後面がｙ－ｚ面のような共通面に垂直になるように、共線的に整列されてもよい複数のプリズム１６２を含む。プリズム１６２は、例えば照明１１６を通って軸方向に伝播する光のアスペクト比を変化させる一方で、光の伝播方向を変化させたり、光を横方向に変位させたりすることがないように、成形され、配向されてもよい。

アクチュエータ１５１は、ビーム整形器１６０に機械的に接続され、第１の構成と第２の構成との間でプロジェクタ１００を切り替えるように構成される。第１の構成では、ビーム整形器１６０は、例えば、ビーム経路１１１内にないか、または照明１１６のアスペクト比を変更しない間に光を屈折させるように構成されたプリズム１６２を有するビーム経路１１１内にあるかのいずれかによって、照明１１６のアスペクト比を変更しない。このような構成では、照明１１６のアスペクト比はパネル照明１１７のアスペクト比に等しい。第２の構成では、ビーム経路１１１に沿って、ビーム整形器１６０はインテグレーティングロッド１３０と画像パネル１７０との間にあり、プリズム１６２は照明１１６のような、そこを軸方向に伝搬する光のアスペクト比を変更するように配向される。このような構成では、照明１１６のアスペクト比はパネル照明１１７のアスペクト比とは異なる。

プリズム１６２は、それを通って軸方向に伝播する照明１１６に一方向の倍率Ｍを課すように成形され、配向されてもよく、第２の構成では、｜１－Ｍ｜≧０．１である。一方向の拡大とは、ビーム経路１１１に垂直な平面内の一方向および唯一の方向（例えば、ｘまたはｙ）における空間寸法、例えば、幅または高さの変化を指す。一方向の倍率Ｍは、プリズム１６２の少なくとも１つのプリズムの配向の関数として可変であってもよく、第１の構成では、（ｉ）｜１－Ｍ｜＜０．１、および（ｉｉ）ビーム経路１１１に沿って、ビーム整形器１６０はインテグレーティングロッド１３０と画像パネル１７０との間にある。一方向の倍率Ｍは、表示アスペクト比１７６をロッドアスペクト比１３１で割ったものに等しくてもよい。

プロジェクタ１００の一実施形態では、ビーム整形器１６０は第１の構成ではビーム経路１１１の外側にあり、一方、第２の構成では照明１１６は各プリズム１６２を通ってそれぞれの光路長を横断する。この実施形態では、光学機構１０４は、その前面と後面との間のビーム経路１１１に沿った長さＬ、および光路長ｎＬがプリズム１６２の各プリズムを通るそれぞれの光路長の和に等しくなるような屈折率ｎを有する透明立方形１６５を含む。アクチュエータ１５１は、第１の構成において、ビーム経路１１１が透明立方形１６５を横断し、前面および後面に直交してもよいように、透明立方形１６５に機械的に接続される。それぞれの光路長および屈折率ｎは、照明１１６の１つまたは複数の波長に対応してもよい。

アクチュエータ１５１は、立方体１６５およびビーム整形器１６０のうちの少なくとも１つを、ビーム経路１１１と交差する円または楕円などの形状に対応する非線形軌道で移動させることによって、プロジェクタ１００を第１の構成と第２の構成との間で切り替えるように構成されてもよい。アクチュエータ１５１は、ビーム経路１１１によって交差する直線軌道で立方形１６５およびビーム整形器１６０を移動させることによって、第１の構成と第２の構成との間でプロジェクタ１００を切り替えるように構成されてもよい。非線形軌道および線形軌道は、ｘ－ｙ平面に平行な平面内であってもよい。

図３は、電子機器３０２を含むプロジェクタ１００の一例である、プロジェクタ３００の概略図である。電子機器３０２は、アクチュエータ１５１に結合されたプロセッサ３１０と、プロセッサ３１０に通信可能に結合されたメモリ３２０とを含む。制御回路１４０の機能およびハードウェアは、プロセッサ３１０およびメモリ３２０のうちの少なくとも１つに含まれ得る。電子機器３０２はまた、プロセッサ３１０およびメモリ３２０のうちの少なくとも１つに通信可能に結合され得る制御回路１４０を含んでもよい。

メモリ３２０は、ロッドアスペクト比１３１および表示アスペクト比１７６を記憶し、ビデオデータ１４２の一部として表示アスペクト比１７６を受信する。メモリ３２０は、プロセッサ３１０によって実行されると、制御アクチュエータ１５１が（ａ）ロッドアスペクト比１３１が表示アスペクト比１７６に等しいときに、プロジェクタ３００を第１の構成に置き、（ｂ）ロッドアスペクト比１３１が表示アスペクト比１７６と異なるときに、プロジェクタ３００を第２の構成に置く、というような、機械読み取り可能命令３２２、例えば、ソフトウェアを記憶する。

メモリ３２０は、一時的および／または非一時的であってもよく、揮発性メモリ（例えば、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、計算ＲＡＭ、他の揮発性メモリ、またはそれらの任意の組合せ）および不揮発性メモリ（例えば、ＦＬＡＳＨ（登録商標）、ＲＯＭ、磁気媒体、光媒体、他の不揮発性メモリ、またはそれらの任意の組合せ）の一方または両方を含んでもよい。メモリ３２０の一部または全部をプロセッサ３１０に統合することができる。

図４は、パネル照明１１７を透過するビーム整形器４００に入射する照明１１６の断面概略図である。図４の断平面は、座標系１９８のｘ－ｚ平面内にある。ビーム整形器４００は、ビーム整形器１６０の一例である。ビーム整形器４００は、ビーム整形器１６０のプリズム１６２の一例であるプリズム４１０、４２０、４３０、および４４０のうちの少なくとも３つを含む。ビーム整形器４００は、３つの非同一プリズムが、パネル照明１１７が照明１１６と共線的であるために十分であり、ビーム整形器４００の使用は照明１１６および照明１１７の非共線性を補償するために、プロジェクタ１００が追加の光学部品を含むことを必要としないように、合計３つのプリズムを含んでもよい。しかしながら、４つの同一プリズムは、前記共線性を達成するのに十分であり、大量生産のためには、３つの非同一プリズムよりも安価である。実施形態の範囲から逸脱することなく、ビーム整形器４００は、４つよりも少ないまたは多いプリズムを含むことができ、追加の光学部品を含むこともできる。

プリズム４１０～４４０は、それぞれの前方ファセット４１５、４２５、４３５、および４４５を有し、プリズム４１０～４４０は、それぞれの後方ファセット４１６、４２６、４３６、および４４６を有する。ｘ方向において、照明１１６は入力高さＨ_１を有し、出力高さＨ_２＝Ｍ_ｙＨ_１を有するパネル照明１１７として透過され、ここで、Ｍ_ｙはｙ方向の倍率である。ビーム整形器４００は、平面４０１と４０２との間にあり、その間の照明は光線４５１と４５２によって表される。光線４５１は、平面４０１と後方ファセット４４６との間の照明１１６を表し、光線４５２は、後方ファセット４４６と平面４０２との間のパネル照明１１７を表す。前方ファセット４１５～４４５および後方ファセット４１６～４４６の各々は、ｙ－ｚ平面に直交してもよい。

ビーム整形器４００は、プリズム４１０および４４０と交差する光軸４０３を有してもよい。光軸４０３は、各プリズム４１０～４４０と交差してもよい。ビーム経路１１１は、パネル照明１１７が照明１１６に対して共線であるように、入力平面４０１および出力平面４０２の両方において光軸４０３と共線である。プリズム４２０と４３０との間で、光線４５１は、光軸４０３に平行であってもよい。照明１１６は、ファセット４１５、４２５、４３５、および４４５のうちの少なくとも１つに垂直に入射することができる。プリズム４１０の前方ファセット４１５に通常入射される照明１１６は、前方ファセット４１５によって反射される照明１１６の一部を使用して、ビーム整形器４００の整合を容易にする。パネル照明１１７は、照明１１６に対して２度の許容範囲内で共線的であってもよい。

プリズム４１０～４４０は、それぞれの頂角４１１、４２１、４３１、および４４１を有し、それぞれの頂角は、それぞれの対称軸４１２、４２２、４３２、および４４２によって二分される。プリズム４１０および４４０の軸は上方を向いている、すなわち、それらは、光軸４０３の同じ側にあり、正のｙ成分を有する方向を向いている。プリズム４２０および４３０の軸は下向き、すなわち、負のｙ成分を有する方向に向かって光軸４０３の反対側にある。プリズム４１０～４４０は三角形の断面を有するものとして示されているが、プリズム４１０～４４０のいずれも、本実施形態の範囲から逸脱することなく、台形の断面を有する可能性がある。

プリズム４１０～４４０の角度配向は、光軸４０３に垂直なｘ－ｙ平面に対する対称軸４１２～４４２のそれぞれの傾斜角４１４、４２４、４３４、および４４４によって表すことができる。図４に示されるプリズム４１０～４４０の構成では、傾斜角４１４および４４４は負であるが、傾斜角４２４および４３４は正である。傾斜角４１４、４２４、４３４、４４４は、ビーム整形器４００によって与えられる所望の倍率に応じて異なる符号を有することができる。傾斜角４１４の絶対値は、照明１１６がプリズム４１０の前方ファセット４１５に通常入射する結果となる、頂角４１１の１／２に等しくてもよい。

各プリズム４１０～４４０は、溶融シリカまたはホウケイ酸ガラスから形成されてもよく、可視電磁波長（以下、ｎ_visとよぶ）において屈折率ｎを有してもよく、１．４５～１．４７である。一実施形態では、プリズム４１０～４４０の各々が例えば、形状、材料、および屈折率が同一である。各頂角４１１～４４１は、等しく、１６°～１８°であってもよい。

表示アスペクト比１７６によって分割されたロッドアスペクト比１３１に等しい倍率Ｍ_ｙを有するようにビーム整形器４００を構成することは、投影画像１９５の最大強度、したがってダイナミックレンジを著しく増加させる。例えば、ビデオ解像度４０９６×１７１６は、２．３９（「スコープ」）に等しいアスペクト比を有し、一方、４０９６×２１６０のビデオ解像度は、１．９（「フラット」）に等しいアスペクト比を有し、これは、２．３９の１０分の８である。ロッドアスペクト比１３１およびパネルアスペクト比１７２は例えば、プロジェクタ１００が４０９６×２１６０表示解像度のために設計される場合、両方とも１．９に等しくてもよい。画像パネル１７０が２．３９に等しい表示アスペクト比１７６を有する表示画像１７５を表示するとき、照明１１６は、そのアスペクト比がより小さいので、（ｘ方向のその幅と比較して）ｙ方向に高すぎる。したがって、有利な倍率Ｍ_ｙは、ビーム整形器４００が照明１１６（ｙ方向）の高さをＭ_ｙ＝０．８だけスケールするように、ロッドアスペクト比１３１を表示アスペクト比１７６（Ｍ_ｙ＝０．８）で割ったものである。

そのようなスケーリングは、表示アスペクト比１７６に一致するパネル照明１１７のアスペクト比をもたらす。各頂角４１１～４４１が１７度に等しく、１．４５＜ｎ_ｖｉｓ＜１．４７である場合、傾斜角４１４、４２４、４３４、および４４４がそれぞれ８．５°、１６．８°、８．５°、および－１６．８°に等しいとき、Ｈ_２＝０．８Ｈ_１を達成することができる。ｎ_ｖｉｓの値、および０．８の所望のスケーリング係数が与えられると、１７度の頂角は、照明１１６がプリズム４１０の前方ファセット４１５に通常入射される結果となる。

ビーム整形器４００のプリズムは、Ｈ_２／Ｈ_１に等しい異なる倍率値Ｍ_ｙを生じるように配向されてもよい。例えば、ロッドアスペクト比１３１が２．３９に等しく、表示アスペクト比１７６が１．９に等しい場合、有利な倍率は、やはりロッドアスペクト比１３１を表示アスペクト比１７６で割ったもの、すなわちＭ_ｙ＝１．２５である。Ｍ_ｙ＝１．２５の場合、ビーム整形器４００は照明１１６の（ｙ方向における）高さを１．２５倍にスケールし、パネル照明１１７のアスペクト比は、表示アスペクト比１７６と一致する。このＭ_ｙ＝１．２５構成の傾斜角４１４～４４４は、Ｍ_ｙ＝０．８構成と同じであるが、逆の順序および符号を有し、傾斜角４１４、４２４、４３４、および４４４はそれぞれ１６．８°、－８．５°、－１６．８°、および８．５°に等しい。

ビーム整形器４００のプリズムは、ビーム整形器４００を出るパネル照明１１７の高さＨ_２が、許容範囲δ内で、照明１１６の高さＨ_１に等しくなるように、または、Ｈ_２＝Ｍ_ｙＨ_１に等しくなるように、配向されてもよく、ここで、｜Ｍ_ｙ－１｜＜δである。以下、Ｈ_２≒Ｈ_１およびＭ_ｙ≒１はプリズム構成を表し、ここで、Ｈ_２＝Ｍ_ｙＨ１、｜Ｍ_ｙ－１｜＜δ、δ＝０．０２である。

図５は、Ｈ_２≒Ｈ_１を生じるように構成された ５００に入射する照明１１６の断面図である。遅延線５００は、ビーム整形器４００の一例である。遅延線５００の以下の構成では、プリズム４１０～４４０は同一であり、１７度の頂角および屈折率ｎ_ｖｉｓを有する。第１の構成では、角度４１４および４２４は共に４度に等しく、傾斜角４１４および４２４は共に負の４度に等しく、Ｍ_ｙ≒１である。第２の構成では、傾斜角４１４、４２４、４３４、および４４４はそれぞれ＋４°、０°、－４°、および０°に等しく、かつＭ_ｙ＝１．１である。

プリズム４１０～４４０のうちの１つまたは複数は、そのそれぞれの対称軸４１２～４４２に沿って（またはより一般的にはｙ方向に平行に）平行移動されて、平面４０１と４０２との間の遅延線５００を通る全光路長を変化させることができる。このプリズム平行移動は、画像パネル１７０上の照明１１７の正確な焦点合わせを可能にする。投影光学系１４５は遅延線５００を含んでもよく、この場合、プリズム平行移動はスクリーン１９０上の投影画像１９５の正確な焦点合わせを可能にする。光学機構１０４は、プリズムをその対称軸に沿って平行移動させるために、プリズム４１０～４４０のうちの１つに機械的に結合されたアクチュエータ１５２を含んでもよい。アクチュエータ１５２は、命令３２２を実行するプロセッサ３１０によって制御することができる。アクチュエータ１５２は、アクチュエータ１５１の一部であってもよい。

プロジェクタ１００および３００の実施形態では、ビーム整形器４００が第１の構成（Ｈ_２≒Ｈ_１）および第２の構成（Ｈ_２≠Ｈ_１）の両方において、ビーム経路１１１に沿っている。第１の構成では、ビーム整形器４００が遅延線５００として構成される。第２の構成では、ビーム整形器４００が照明１１６のアスペクト比をｙ方向に変化させるように構成される。アクチュエータ１５２は、ビーム経路１１１に沿ったビーム整形器４００の位置を維持しながら、傾斜角４１４～４４４のうちの少なくとも１つを変更することによって、ビーム整形器４００を第１の構成と第２の構成との間で変更するように構成されてもよい

図６は、透過照明６１７として入射照明６１６を屈折させるプリズム６００の概略断面図である。プリズム６００は、プリズム４１０～４４０のうちの１つまたは複数の例である。照明６１６および６１７は、それぞれ照明１１６および１１７の例である。照明６１６は、入射角θ_０および入射角θ_１で入射する。入射角θ_０およびθ_１は、それぞれ、光軸６０３に対するおよびプリズム６００の前方ファセット６０５に垂直な照明１１６の入射角である。光軸６０３は光軸４０３と同等であり、図４において、ｚ方向に平行である。

プリズム６００は、屈折率ｎおよび頂角αを有し、ビーム偏移角θ_ｄによって入射ビームを偏向させる。プリズム６００は、それぞれ、前方ファセット６０５および後方ファセット６０６を有し、それらは、それぞれ、前方ファセット４１５および後方ファセット４１６の実施例である。ビーム偏移角θ_ｄは、入射角θ_１およびθ_３と屈折角θ_２およびθ_４との関数であり、θ_ｄ＝（θ_１－θ_２）＋（θ_４－θ_３）である。頂角αはθ_２およびθ_３の和に等しくてもよい。図６では、前方ファセット６０５に入射するビームはビーム高さｈを有し、ビーム高さｈを有するプリズム６００を出るが、ここで、数式（１ａ）はシングルプリズム倍率Ｍ_１のための数式である。

数式（１ａ）によれば、シングルプリズム倍率Ｍ_１は、θ_４がθ_１に、θ_３がθ_２に等しいとき、１に等しい。

シングルプリズム倍率Ｍ_１は、数式（１ｂ）および（１ｃ）に示すように、屈折率ｎ、頂角α、および入射角θ_１の関数として表すことができ、これは、Ｋａｓｕｙａ， Ｔ．、Ｓｕｚｕｋｉ，Ｔ．およびＳｈｉｍｏｄａ，Ｋ．、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．（１９７８）１７：１３１から再現される。

プリズム６００は、ｘ－ｙ面に平行な垂直面に対して傾斜角Φ_１を有する。屈折角θ_２＝α／２、および傾斜角Φ_１＝－α／２であるとき、入射照明１１７が前方ファセット６０５に対して直交して伝搬するように、角度θ_１およびθ_２は両方０に等しい。屈折角θ_２＝αおよび傾斜角Φ_１＝θ_１－α／２の場合、透過照明１１７が後方ファセット６０６に直交して伝搬するように、角度θ_３およびθ_４および両方がゼロに等しい。

以下の説明では、角度Φ_１、Φ_２、Φ_３、およびΦ_４はそれぞれ、傾斜角４１４、４２４、４３４、および４４４を表す。プリズム４１０～４４０は同じ頂角αを有し、同じ屈折率ｎを有する場合、傾斜角Φ_１－４に対する以下の反対称的な制限は、照明１１６と共線である照明１１７をもたらし、ここで、Φ_３＝－Φ_１およびΦ_４＝－Φ_２である。傾斜角４１４、４２４、４３４、および４４４は、前述の反対称的な制約を２度の許容範囲内で満たすことができる。

傾斜角Φ_１は（θ_０＋θ_１－α／２）と等しくてもよく、その場合、以下の数式（２）～（５）は、ビーム整形器４００によって透過される照明１１７が入射する照明１１６と共線であるようになるプリズム４１０～４４０の傾斜角を規定する。

（光軸１１１に対する）入射角θ_０＝０の場合、数式（２）～（５）は、それぞれ式（６）～（９）に単純化される。

傾斜角Φ_１－４は、±２度の許容まで、式（２）～（５）および／または（６）～（９）のいずれかを満たすことができる。

傾斜角Φ_１－４が数式（２）～（５）を満たし、隣接するプリズムが反対方向を指す場合、入射角θ_１は４つのプリズムのそれぞれに対して同じであり、その結果、４つのプリズムはそこを透過する照明に正味の倍率Ｍ_１ ^４を課す。例えば、ビーム整形器４００内のプリズム４１０～４４０は、照明１１７のビーム高さＨ_２がＭ_１ ^４Ｈ_１と等しくなるように、照明１１６をＭ_ｙ＝Ｍ_１ ^４だけ拡大する。傾斜角Φ_１－４は、シングルプリズム倍率Ｍ_１についての数式（１ｂ）および（１ｃ）を数式（２）～（５）または数式（６）～（９）に組み込むことによって、所望の倍率Ｍ_ｙを達成するように決定されてもよい。

入射角θ_１は、倍率Ｍ_ｙとプリズム表面での反射から生じる減少した照明との間の満足なトレードオフを達成するために、１０度から３０度の範囲であり得る。プリズム４１０～４４０のうちの少なくとも１つの前面および後面は、その上に反射防止膜を有することができる。反射防止膜は、スペクトル範囲の電磁放射の反射を最小化するように設計された多層被膜であってもよい。スペクトル範囲は映画館用途に適用可能な可視波長（例えば、４００ｎｍ≦λ_０≦７００ｎｍ）に対応してもよく、または暗視用途に適用可能な赤外線波長（例えば、７００ｎｍ≦λ_０≦１．０μｍ）に対応してもよい。

図７は、プロジェクタ１００の一例であるプロジェクタ７００の概略図である。プロジェクタ７００は、光源１１０と、制御回路１４０と、画像パネル７７０および７８０と、電子機器３０２と、光学機構７０４Ａとを含む。また、プロジェクタ７００は、光学機構７０４Ｂを含んでもよい。画像パネル７７０および７８０はそれぞれ画像パネル１７０の例であり、それぞれ表示アスペクト比７７６および７８６で画像を表示するそれぞれのアクティブ領域７７１および７８１を有する。プロジェクタ７００は、図１の１０４の一例で光学機構７０４Ａと通信可能に結合された電子機器３０２を含む。

光源１１０は照明７１２を生成し、これは照明７１３としてアクティブ領域７７１に入射する。画像パネル７７０は照明７１３を変調して照明７１６を生成し、それは画像パネル７７０から離れて画像パネル７８０に向かって伝搬する。照明７１６は、変調照明７１７としてアクティブ領域７８１に入射する。画像パネル７８０は照明７１７を変調して照明７１８を生成し、スクリーン１９０上に画像１９５を形成することができる。照明７１２および７１３は、それぞれ照明１１６および１１７の例である。照明７１６、７１７、および７１８は、それぞれ照明１１６、１１７、および１１８の例である。画像パネル７８０は、照明１１８が１つまたは複数のハイライトされた領域を含む投影画像１９５を形成するように、変調照明７１７の領域をハイライトするように機能してもよい。

照明７１２のアスペクト比が表示アスペクト比７７６と異なる場合、電子機器３０２は、光学機構７０４Ａを制御して、ビーム整形器１６０が表示アスペクト比７７６と等しいアスペクト比を有する照明７１３を伝達するように照明７１２のアスペクト比を変更することができる。照明７１６のアスペクト比が表示アスペクト比７８６と異なる場合、電子機器３０２は、ビーム整形器１６０が表示アスペクト比７８６に等しいアスペクト比を有する照明７１７を伝達するように、光学機構７０４Ｂを制御して照明７１６のアスペクト比を変更することができる。

図８は、プロジェクタの投影光強度を増加させるための方法８００を示すフローチャートである。方法８００は、ステップ８１０を含み、本明細書で開示するプロジェクタ１００、３００、および７００のいずれかによって実施することができる。プロジェクタは、ロッドアスペクト比を有するインテグレーティングロッドを含む。

ステップ８１０は、インテグレーティングロッドから出た照明がロッドのアスペクト比と異なる第１の表示アスペクト比でビデオデータを表示する画像パネルに入射するとき、表示されたビデオデータの平面に垂直な平面内で、複数の平面で照明を屈折させることによって、照明のアスペクト比を変化させて、第１の表示アスペクト比に一致させるステップを含む。屈折は例えば、インテグレーティングロッドと画像パネルとの間の照明、ビーム経路１１１の光路に沿って発生し得る。照明１１６が表示アスペクト比１７６と異なるロッドアスペクト比１３１を有するステップ８１０の例では、ビーム整形器１６０がプリズム１６２の複数の平面表面で照明１１６を屈折させる。ビーム整形器１６０は、ビーム整形器４００であってもよい。

ステップ８１０は、照明に一方向拡大を課すステップ８２０を含むことができる。ステップ８２０の例では、ビーム整形器１６０がｙ方向において照明１１６に一方向倍率Ｍ^ｋを課す。ここで、倍率Ｍは上述のような角度θ_１－４の関数であり、Ｋは、ビーム整形器１６０を構成する同一のプリズムの数である。

［機能の組み合わせ］
上述の特徴、ならびに以下に請求される特徴は、本明細書の範囲から逸脱することなく、様々な方法で組み合わせることができる。以下の列挙された実施例は、いくつかの可能な非限定的な組み合わせを例示する。

（Ａ１）プロジェクタは、光源と、インテグレーティングロッドと、画像パネルと、ビーム整形器と、ビーム整形器に機械的に接続されたアクチュエータとを含む。光源は、照明を生成するように構成される。インテグレーティングロッドは、第１端にロッドアスペクト比を有する。画像パネルは、表示アスペクト比で画像を表示するように構成される。ビーム整形器は、ビーム整形器がインテグレーティングロッドと画像パネルとの間の照明の光路と交差するとき、ビーム整形器によって透過される照明がビーム整形器に入射する照明と共線であるように、成形され、および配向された複数のプリズムを含む。アクチュエータは、（ｉ）ビーム整形器が照明のアスペクト比を変化させない第１の構成と、（ｉｉ）ビーム整形器がインテグレーティングロッドと画像パネルとの間の光路と交差し、照明のアスペクト比を変化させる第２の構成との間でプロジェクタを切り替えるように構成される。ビーム整形器によって透過される照明は表示アスペクト比に等しいアスペクト比を有することができ、これは、表示された画像に入射する照明の強度を増加させる。

（Ａ２）プロジェクタ（Ａ１）では、第２の構成において、複数のプリズムは、そこを通って軸方向に伝搬する照明に一方向の倍率Ｍを課すように成形され、および配向されてもよく、倍率Ｍは表示アスペクト比をロッドアスペクト比で割ったものに等しくてもよい。

（Ａ３）プロジェクタ（Ａ１）および（Ａ２）のいずれにおいても、第１の構成において、（ｉ）複数のプリズムが、倍率を課さないか、または一方向の倍率Ｍを課すように成形され、および配向され、｜１－Ｍ｜＜０．１であり、（ｉｉ）前記光路に沿って、ビーム整形器はインテグレーティングロッドと画像パネルとの間にあってもよい。

（Ａ４）プロジェクタ（Ａ１）～（Ａ３）のいずれも、アクチュエータに結合されたプロセッサと、メモリとをさらに含むことができる。メモリは、プロセッサによって実行されると、ロッドアスペクト比が表示アスペクト比に等しい場合に、プロジェクタを第１の構成にし、ロッドアスペクト比が表示アスペクト比と異なる場合には、プロジェクタを第２の構成にするようにアクチュエータを制御する機械可読命令を記憶する。

（Ａ５）プロジェクタ（Ａ１）～（Ａ４）のいずれにおいても、ビーム整形器は、第１の構成において、光路の外側にあってもよい。

（Ａ６）第２の構成において、照明は各プリズムを通るそれぞれの光路長を横断する、プロジェクタ（Ａ５）のいずれかは、透明立方形およびアクチュエータをさらに含んでもよい。透明立方形は前面とその後面との間に長さＬを有し、光路長ｎＬがそれぞれの光路長の和に等しくなるような屈折率ｎを有する。アクチュエータは、第１の構成において、光路が透明立方形を横断し、前面および後面に直交するように、透明立方形に機械的に接続される。

（Ａ７）プロジェクタ（Ａ１）～（Ａ６）のいずれにおいても、複数のプリズムは、第２の構成において、インテグレーティングロッドとビーム整形器の残りのプリズムとの間にある第１のプリズムと、は光路に直交して、交差している第１のプリズムのファセットとを含む。

（Ａ８）プロジェクタ（Ａ１）～（Ａ６）のいずれにおいても、複数のプリズムは、頂角αを有し、およびプリズムＰ_１に入射してプリズムＰ_４によって透過される照明の光路に平行な平面内で、それぞれの角度Φ_１，Φ_２，Φ_３，Φ_４で傾斜される、４つの同一のプリズムＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４を含み、２度の許容範囲内で、Φ_３＝－Φ_１およびΦ_４＝－Φ_２である。

（Ａ９）プロジェクタ（Ａ８）では、角度Φ_１，Φ_２は、２度の許容範囲内で、Φ_１＝α／２、およびΦ_２＝－Φ_１＋θ_ｄを満たし、ここで、θ_ｄはプリズムＰ_１によって付与される偏差角度である。

（Ａ１０）プロジェクタ（Ａ１）～（Ａ９）のいずれにおいても、複数のプリズムは、同一プリズムの第１のペアと、同一プリズムの第１のペアに対して、プリズムＰ１に入射する前記照明の光路に平行な軸を中心とするある角度だけ回転される、同一プリズムの第２のペアと、を含み、前記角度は、１７０°から１９０°の間である。

（Ａ１１）プロジェクタ（Ａ１）～（Ａ１０）のいずれにおいても、アクチュエータは、光路と交差する円形の軌道内でビーム整形器を移動させることによって、第１の構成と第２の構成との間で前記プロジェクタを切り替えるように構成される。

（Ａ１２）プロジェクタ（Ａ１）～（Ａ１１）のいずれにおいても、アクチュエータは、光路と交差する直線軌道で前記ビーム整形器を移動させることによって、第１の構成と第２の構成との間で前記プロジェクタを切り替えるように構成される。

（Ａ１３）プロジェクタ（Ａ１）～（Ａ１２）のいずれも、インテグレーティングロッドを通る光路に沿って画像パネルに照明を導くように構成されたリレー光学系をさらに備え、光路はインテグレーティングロッドを軸方向に横断する。

（Ｂ１）プロジェクタは、光源と、複数のプリズムを含む遅延線と、複数のプリズムの第１のプリズムに機械的に接続されたアクチュエータとを含む。光源は、光路に沿って伝搬する照明を生成するように構成される。遅延線は光路と交差し、ビーム整形器によって透過される照明が（ｉ）ビーム整形器に入射する照明と共線であり、（ｉｉ）｜１－Ｍ｜＜０．１である、ほぼ１である係数Ｍにより拡大されるように成形され、および配向された複数のプリズムを含む。アクチュエータは、（ｉ）遅延線内の光路に非平行であり、（ｉｉ）複数のプリズムの屈折面に垂直な平面内にある方向に第１のプリズムを平行移動させることによって、遅延線を通る光路長を変更するように構成される。

（Ｂ２）プロジェクタ（Ｂ１）はさらに、画像パネルを含んでもよく、光路は、遅延線を軸方向に横切った後に画像パネルに入射される。

（Ｂ３）プロジェクタ（Ｂ１）および（Ｂ２）のいずれも、遅延線を通して画像パネルに照明を導くように構成されたリレー光学系をさらに含むことができる。

（Ｂ４）プロジェクタ（Ｂ１）～（Ｂ３）のいずれにおいても、複数のプリズムは、頂角αを有し、およびプリズムＰ_１に入射してプリズムＰ_４によって透過される照明の光路に平行な平面内で、それぞれの角度Φ_１，Φ_２，Φ_３，Φ_４で傾斜される、４つの同一のプリズムＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４を含むことができ、２度の許容範囲内で、Φ_３＝－Φ_１およびΦ_４＝－Φ_２である。

（Ｂ５）プロジェクタ（Ｂ１）～（Ｂ４）のいずれにおいても、前記照明の前記光路は、垂直入射角に対してある角度で入射し、角度Φ_１，Φ_２は、２度の許容範囲内で、Φ_１＝θ_１－α／２、およびΦ_２＝Φ_１を満たす。

（Ｃ１）プロジェクタの投影光強度を増加させる方法が開示される。この方法は、ロッドアスペクト比を有する、プロジェクタのインテグレーティングロッドから出る照明がロッドアスペクト比と異なる第１の表示アスペクト比でビデオデータを表示する画像パネルに入射されるときに実行されてもよい。本方法は、表示されたビデオデータの平面に垂直な平面内で、複数の平面で照明を屈折させることによって、第１の表示アスペクト比に一致させるために、照明のアスペクト比を変更すること、を含む。

（Ｃ２）方法（Ｃ１）では、変更することは、照明に一方向の倍率を課すことを含むことができる。

本明細書の範囲から逸脱することなく、上述の方法およびシステムに変更が行なわれてもよい。したがって、上述の説明に含まれるまたは付随の図面に示される事項は、例示として解釈され、制限するものではないものと解釈されることに留意されたい。本明細書では特に断らない限り、形容詞「例示的な」手段は、例、事例、または例示として役立つ。以下の特許請求の範囲は、本明細書に記載されるすべての一般的および特定の特徴、ならびに、言語の問題として、それらの間に入ると言われ得る、本方法およびシステムの範囲のすべてのステートメントを包含することが意図される。本発明の様々な態様は、以下の列挙された例示的な実施形態（ＥＥＥ）から理解され得る。

ＥＥＥ１．
照明を生成するように構成された光源と、
インテグレーティングロッドと、
表示アスペクト比で画像を表示するように構成された画像パネルと、
複数のプリズムを含むビーム整形器であって、前記複数のプリズムは、前記ビーム整形器がインテグレーティングロッドと前記画像パネルとの間の照明の光路と交差するときに、前記ビーム整形器によって透過される照明が前記ビーム整形器に入射する照明と共線であるように、成形され、および配向された、ビーム整形器と、
前記ビーム整形器に機械的に接続され、（ｉ）前記ビーム整形器が照明のアスペクト比を変化させない第１の構成と、（ｉｉ）前記ビーム整形器がインテグレーティングロッドと前記画像パネルとの間の光路と交差し、前記照明の前記アスペクト比を変化させる第２の構成との間でプロジェクタを切り替えるように構成されたアクチュエータと、を備える、プロジェクタ。

ＥＥＥ２．
前記インテグレーティングロッドは第１端においてロッドアスペクト比を有し、前記第２の構成において、前記複数のプリズムは、そこを通って軸方向に伝搬する照明に一方向の倍率Ｍを課すように成形され、および配向され、倍率Ｍは、前記表示アスペクト比を前記ロッドアスペクト比で割ったものに等しい、ＥＥＥ１に記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ３．
前記第１の構成において、（ｉ）前記複数のプリズムが、倍率を課さないか、または一方向の倍率Ｍを課すように成形され、および配向され、ここで、｜１－Ｍ｜＜０．１であり、（ｉｉ）前記光路に沿って、前記ビーム整形器は、前記インテグレーティングロッドと前記画像パネルとの間にある、ＥＥＥ１または２に記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ４．
第１端にロッドアスペクト比を有する前記インテグレーティングロッドは、
前記アクチュエータに結合されたプロセッサと、
前記プロセッサによって実行されると、
前記ロッドアスペクト比が前記表示アスペクト比に等しい場合は、前記プロジェクタを前記第１の構成にし、
前記ロッドアスペクト比が前記表示アスペクト比と異なる場合は、前記プロジェクタを前記第２の構成にするように、前記アクチュエータを制御する機械可読命令を記憶するメモリと、をさらに備える、ＥＥＥ１から３のいずれかに記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ５．
前記第１の構成において、前記ビーム整形器が前記光路の外側にある、ＥＥＥ１から４のいずれかに記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ６．
前記第２の構成において、前記照明は各プリズムを通るそれぞれの光路長を横切り、前記プロジェクタは、
その前面と後面との間の長さＬ、および光路長ｎＬがそれぞれの光路長の和に等しいような屈折率ｎを有する透明立方形と、
前記第１の構成において、前記光路が前記透明立方形を横断し、前記前面および前記後面に直交するように、前記透明立方形に機械的に接続されるアクチュエータと、をさらに備える、請求項５に記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ７．
前記複数のプリズムは、前記第２の構成において、前記インテグレーティングロッドと前記ビーム整形器の残りのプリズムとの間にある第１のプリズムと、前記光路に直交して交差している前記第１のプリズムのファセットとを含む、ＥＥＥ１から６のいずれかに記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ８．
前記複数のプリズムは、頂角αを有し、およびプリズムＰ１に入射してプリズムＰ４によって透過される照明の光路に平行な平面内で、それぞれの角度Φ１，Φ２，Φ３，Φ４で傾斜される、４つの同一のプリズムＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を含み、２度の許容範囲内で、Φ３＝－Φ１およびΦ４＝－Φ２である、ＥＥＥ１～７のいずれかに記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ９．
角度Φ_１，Φ_２は、２度の許容範囲内で、Φ_１＝α／２、およびΦ_２＝－Φ_１＋θ_ｄを満たし、ここで、θ_ｄはプリズムＰ_１によって付与される偏差角度である、ＥＥＥ８に記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ１０．
前記複数のプリズムは、同一プリズムの第１のペアと、前記同一プリズムの第１のペアに対して、プリズムＰ_１に入射する前記照明の光路に平行な軸を中心とする角度だけ回転される、同一プリズムの第２のペアと、を含み、前記角度は、１７０°から１９０°の間である、ＥＥＥ１から９のいずれかに記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ１１．
前記アクチュエータは、前記光路と交差する円形の軌道内で前記ビーム整形器を移動させることによって、前記第１の構成と前記第２の構成との間で前記プロジェクタを切り替えるように構成される、ＥＥＥ１から１０のいずれかに記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ１２．
前記アクチュエータは、前記光路と交差する直線軌道で前記ビーム整形器を移動させることによって、前記第１の構成と前記第２の構成との間で前記プロジェクタを切り替えるように構成される、ＥＥＥ１から１１のいずれかに記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ１３．
前記インテグレーティングロッドを通る前記光路に沿って前記画像パネルに前記照明を導くように構成されたリレー光学系をさらに備え、前記光路は前記インテグレーティングロッドを軸方向に横断する、ＥＥＥ１から１２のいずれかに記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ１４．
光路に沿って伝搬する照明を生成するように構成された光源と、
前記光路と交差し、ビーム整形器によって透過される照明が（ｉ）前記ビーム整形器に入射する照明と共線であり、（ｉｉ）｜１－Ｍ｜＜０．１である、ほぼ１である係数Ｍにより拡大されるように成形され、および配向された複数のプリズムを含む、遅延線と、
前記複数のプリズムの第１のプリズムに機械的に接続され、（ｉ）前記遅延線内の前記光路に非平行であり、（ｉｉ）前記複数のプリズムの屈折面に垂直な平面内にある方向に前記第１のプリズムを平行移動させることによって、前記遅延線を通る光路長を変更するように構成される、アクチュエータと、を備える、プロジェクタ。

ＥＥＥ１５．
画像パネルであって、前記光路は、前記遅延線を軸方向に横切った後に前記画像パネル上に入射される、画像パネルをさらに備える、ＥＥＥ１４に記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ１６．
前記遅延線を通して前記画像パネルに照明を導くように構成されたリレー光学系をさらに備える、ＥＥＥ１５に記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ１７．
前記複数のプリズムは、頂角αを有し、およびプリズムＰ_１に入射してプリズムＰ_４によって透過される照明の光路に平行な平面内で、それぞれの角度Φ_１，Φ_２，Φ_３，Φ_４で傾斜される、４つの同一のプリズムＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４を含み、２度の許容範囲内で、Φ_３＝－Φ_１およびΦ_４＝－Φ_２である、ＥＥＥ１４から１６のいずれかに記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ１８．
前記照明の前記光路は、垂直入射角に対してある角度で入射し、角度Φ_１，Φ_２は、２度の許容範囲内で、Φ_１＝θ_１－α／２、およびΦ_２＝Φ_１を満たす、ＥＥＥ１７に記載のプロジェクタ。

ＥＥＥ１９．
ロッドアスペクト比を有する、プロジェクタのインテグレーティングロッドから出る照明が前記ロッドアスペクト比と異なる第１の表示アスペクト比でビデオデータを表示する画像パネルに入射されるときに、
前記表示されたビデオデータの平面に垂直な平面内で、複数の平面で前記照明を屈折させることによって、前記第１の表示アスペクト比に一致させるために、前記照明のアスペクト比を変更すること、を含む、プロジェクタの投影光強度を増加させるための方法。

ＥＥＥ２０．
前記変更することは、前記照明に一方向の倍率を課すことを含む、ＥＥＥ１９に記載の方法。

Claims (12)

1. 照明を生成するように構成された光源と、
   インテグレーティングロッドと、
   表示アスペクト比で画像を表示するように構成された画像パネルと、
   複数のプリズムを含むビーム整形器であって、前記複数のプリズムは、前記ビーム整形器が前記インテグレーティングロッドと前記画像パネルとの間の照明の光路と交差するときに、前記ビーム整形器によって透過される照明が前記ビーム整形器に入射する照明と共線であるように、成形され、および配向された、ビーム整形器と、
   前記ビーム整形器に機械的に接続され、（ｉ）前記ビーム整形器が前記照明のアスペクト比を変化させない第１の構成と、（ｉｉ）前記ビーム整形器がインテグレーティングロッドと前記画像パネルとの間の光路と交差し、前記照明の前記アスペクト比を変化させる第２の構成との間でプロジェクタを切り替えるように構成されたアクチュエータと、を備え、
   前記複数のプリズムは、それぞれ、前方ファセット、後方ファセット、前記前方ファセットと前記後方ファセットとの間の頂角α、および対称軸を有し、それぞれの前方ファセットおよびそれぞれの後方ファセットが共通面に垂直になるように、共線的に整列されて、プリズムＰ_１に入射してプリズムＰ_４によって透過される照明の光路に平行な平面内で、それぞれの対称軸がそれぞれの角度Φ_１，Φ_２，Φ_３，Φ_４で傾斜される、４つの同一のプリズムＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４を含み、２度の許容範囲内で、Φ_３＝－Φ_１およびΦ_４＝－Φ_２であり、
   前記第１の構成において、（ｉ）前記複数のプリズムが、倍率を課さないか、または一方向の倍率Ｍを課すように成形され、および配向され、ここで、｜１－Ｍ｜＜０．１であり、（ｉｉ）前記光路に沿って、前記ビーム整形器は、前記インテグレーティングロッドと前記画像パネルとの間にあり、
   前記アクチュエータは、前記複数のプリズムの第１のプリズムに機械的に接続され、（ｉ）前記ビーム整形器内の前記光路に非平行であり、（ｉｉ）前記複数のプリズムの屈折面に垂直な平面内にある、方向に前記第１のプリズムを平行移動させることによって、前記ビーム整形器を通る光路長を変更するようにさらに構成される、プロジェクタ。
2. 前記インテグレーティングロッドは第１端においてロッドアスペクト比を有し、前記第２の構成において、前記複数のプリズムは、そこを通って軸方向に伝搬する照明に一方向の倍率Ｍを課すように成形され、および配向され、倍率Ｍは、前記表示アスペクト比を前記ロッドアスペクト比で割ったものに等しい、請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 画像パネルであって、前記光路は、前記ビーム整形器を軸方向に横切った後に前記画像パネル上に入射される、画像パネルと、
   前記ビーム整形器を通して前記画像パネルに照明を導くように構成されたリレー光学系と、をさらに備える、請求項１または２に記載のプロジェクタ。
4. 前記ビーム整形器は、前記第１の構成において、前記光路の外側にある、請求項１または２に記載のプロジェクタ。
5. 前記第２の構成において、前記照明は各プリズムを通るそれぞれの光路長を横切り、前記プロジェクタは、
   その前面と後面との間の長さＬ、および光路長ｎＬがそれぞれの光路長の和に等しいような屈折率ｎを有する透明立方形と、
   前記第１の構成において、前記光路が前記透明立方形を横断し、前記前面および前記後面に直交するように、前記透明立方形に機械的に接続されるアクチュエータと、をさらに備える、請求項４に記載のプロジェクタ。
6. 前記アクチュエータは、前記光路と交差する円形の軌道内で前記ビーム整形器を移動させることによって、前記第１の構成と前記第２の構成との間で前記プロジェクタを切り替えるように構成される、請求項４または５に記載のプロジェクタ。
7. 前記アクチュエータは、前記光路と交差する直線軌道で前記ビーム整形器を移動させることによって、前記第１の構成と前記第２の構成との間で前記プロジェクタを切り替えるように構成される、請求項４または５に記載のプロジェクタ。
8. 第１端にロッドアスペクト比を有する前記インテグレーティングロッドは、
   前記アクチュエータに結合されたプロセッサと、
   メモリであって、前記プロセッサによって実行されると、
   前記ロッドアスペクト比が前記表示アスペクト比に等しい場合は、前記プロジェクタを前記第１の構成にし、
   前記ロッドアスペクト比が前記表示アスペクト比と異なる場合は、前記プロジェクタを前記第２の構成にするように、前記アクチュエータを制御する機械可読命令を記憶するメモリと、をさらに備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
9. 前記複数のプリズムは、前記第２の構成において、前記インテグレーティングロッドと前記ビーム整形器の残りのプリズムとの間にある第１のプリズムと、前記光路に直交して交差している前記第１のプリズムのファセットとを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
10. 角度Φ_１，Φ_２は、２度の許容範囲内で、Φ_１＝α／２、およびΦ_２＝－Φ_１＋θ_ｄを満たし、ここで、θ_ｄはプリズムＰ_１によって付与される偏差角度である、請求項１から９のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
11. 前記複数のプリズムは、同一プリズムの第１のペアと、前記同一プリズムの第１のペアに対して、プリズムＰ_１に入射する前記照明の光路に平行な軸を中心とするある角度だけ回転される、同一プリズムの第２のペアと、を含み、前記角度は、１７０°から１９０°の間である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
12. 前記インテグレーティングロッドを通る前記光路に沿って前記画像パネルに前記照明を導くように構成されたリレー光学系をさらに備え、前記光路は前記インテグレーティングロッドを軸方向に横断する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のプロジェクタ。

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