JPH05181110A - 光または画像の投射装置 - Google Patents

光または画像の投射装置

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JPH05181110A JP4137968A JP13796892A JPH05181110A JP H05181110 A JPH05181110 A JP H05181110A JP 4137968 A JP4137968 A JP 4137968A JP 13796892 A JP13796892 A JP 13796892A JP H05181110 A JPH05181110 A JP H05181110A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶アレイを用いた光並びに画像投射装置に
おいて熱損傷からアレイを保護し、安定した熱環境の提
供により機能の向上を図ること。 【構成】 画像形成手段を包含する光投射器を具えた照
明応用のための光投射装置である。この光投射器は：
（１）照明応用に適した強度を有するビームを発生する
光ビーム源１０；（２）ビームの変調を行うように設け
られ、透明と不透明の状態を装うことのできる光散乱液
晶アドレサブル（アドレス可能）アレイを有する投射ゲ
ート１４；（３）ビームにより発生された熱から液晶ア
レイを保護するための熱管理系２０，３１，２５，３
０，２６，２８；および（４）ビームにより投射された
画像を変化させるため、液晶アレイに接続して画素の状
態を制御する画像制御信号源４０を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は色々な照明や光照射の応
用に使用される光または画像の投射装置に関し、特に視
覚効果を得ること、舞台照明や建造物での光パターンの
発生と投射、表示および同様の応用に使用される光また
は画像の投射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、舞台照明に使用される光投射器
は典型的に光線の強さ調整、焦点合せ、サイズ合せ、あ
るいは光線の色の変速、あるいは光線の方向の変換の制
御のための１以上の制御装置を備えている。最新式の多
重パラメータ（自動）投射器はこれらのパラメータの全
部とそれ以外の制御を含んでいる。
【０００３】このような投射器は多くの応用に有効に働
いているが、多くの制限、もしこれが克服できれば、照
明機器で達成可能な視覚的効果のより大きな拡張および
それらの環境に対する有益性のより大きな拡大ができ得
る、多くの制限を被っている。このような進歩を達成す
るために、ビーム形成機構について、パターン投射につ
いて、光源に関連する熱管理について、ビームの色制御
について、および現在の冷却技術に由来するノイズレベ
ルについての改良が必要とされている。有効であるため
には、これらの改良は、非常に壊れ易い光学および電子
部品の両方を天火のような温度を生ずる可能性のある光
源といっしょに収納する高密度実装で、小型でかつしば
しば高度の可動性をなす構造について、行われなければ
ならない（縦１０フィート、横１０フィート（１００平
方フィート）のごくわずかな画像サイズを伴う模範的応
用では、おおよそ１００フィート・カンデラの輝度を必
要とし、したがって約１０，０００ルーメンを生ずる投
射器を必要とする。）。さらに、あるタイプの照明装置
は“巡業”を続けて、トラック輸送の酷使と気まぐれな
天気とに良く耐えねばならない。
【０００４】多くの照明制御の応用では制御可能なビー
ムの形状とパターンを要求している。例えば、舞台演出
での照明の遂行では、変化に富んだいろいろなビームパ
ターンおよびビーム形状の少なくとも一方をしばしば必
要としている。この目的のために、光ビームと交差して
所望の画像を形成する照射ゲートがしばしば用いられ
る。典型的には、この照射ゲートはシャッタあるいはエ
ッチングされたマスクのような形態を与えられており、
これらはビーム経路内で固有のビーム形状を投射する型
板のような機能をはたす。公知の配列構成での、例えば
“ゴボ”（ｇｏｂｏ；遮光板装置）は、しばしば回転ア
センブリを含んでおり、この回転アセンブリは、回転軸
を取り囲むいくつかのパターン発生素子を、ビーム経路
内に選択されたパターンを回転するための駆動機構とい
っしょに包含している。
【０００５】このような配列構成において、わずかのパ
ターンだけが利用でき、グレースケールはなく、分解能
もまた限界がある。このタイプの装置での物理的動作に
関係した他の固有な限界は、所望のパターンを選択、実
行できる敏速性の点である。
【０００６】液晶画素アレイ（列）は投射ゲートとして
潜在的に有用なものである。なぜなら、それらの電気光
学効果によって、実質的に制限のない数の高分解能画像
が速くかつ容易に合成可能だからである。
【０００７】このような液晶アレイは各アレイのそれぞ
れの画素を、リラックス（ゆるめる、すなわち光遮断）
状態またはアライメント（整列、すなわち光透過）状態
のいずれかに選択的に置くことにより、あるいは“グレ
イスケール”に従って２つの両極端状態間の中間状態に
選択的に置くことにより、画像を創造するのに使用でき
る。グレイレベルの選択は画素に加えられる電圧または
他の制御刺激を制御することにより得ることができ、関
係する液晶のアライメント、すなわち光透過性をそれに
より制御できる。ある範囲にわたって、加えられた制御
刺激と、複数画素内の液晶間のアライメントの広がりと
の間に関係があり、この関係によりグレイスケールの制
御を提供できると断定できる。このような方法を用いる
か否か、あるいは２つの状態、すなわちオン−オフモー
ドを用いるか否かにかかわらず、画素のある液晶アレイ
は光ビームを横ぎって完全な絵を創造する“ライトバル
ブ”機能に使用される可能性を有する。
【０００８】液晶アレイ中の画素は比較的に密集して実
装できるので、高い分解能と透過効率の機会を提供でき
る。さらに、これらは液晶アレイの各画素を選択的に所
望の状態におき得るアドレス配列機能によって個別的に
制御され得る。従って、実質的に限界のない画像領域を
迅速にかつ豊かに変化させることができる。多くの適用
において、画素は列と行の形態に配列され、各画素と関
連する特定の制御素子に対して電位を印加することによ
り活性化される。あるいはまた、複合機構または他のア
ドレス機構が、画素をアドレス化するのに必要な多くの
素子を減少させるのに使用できる。アクティブとパッシ
ブの両方のマトリックス（母材）がこれに役立ち得る。
【０００９】液晶アレイのあるタイプのものは画像投射
の応用において、いくぶん成功裏に以前から使用されて
きている。ツイーストネマティック液晶（ＴＮＬＣ）ア
レイが用いられていて、画像形成上のいくつかの利点を
提供している。しかしながら、ＴＮＬＣディバイスは入
射光線があらかじめ偏光であることを要求する。従って
光線がＴＮＬＣゲートに到達する前に偏光子が光線の光
路上に配置されねばならないので、光線が液晶アレイに
ちょうど到達する直前に５０％以上の光強度の損失があ
る。舞台照明等に用いられる高強度投射器ではこの損失
は認容し得る水準をはるかに越えている。
【００１０】光損失問題に的をしぼった取組みが今まで
になされている。ＴＮＬＣライトバルブを直線偏光の光
で照明する改良方法について、ウイリアム Ｐ．ブレー
ハＩＩ世氏が“大スクリーン投射ディスプレイＩＩ”
（Ｓ．Ｐ．Ｉ．Ｅ．ｖｏｌ．１２５５，１９９０年）で
論じている。偏光していない光を直線偏光の光に変換す
る、この発表された方法によれば一般的な偏光子によっ
て達成される光強度の２倍の光強度となると述べられて
いる。
【００１１】この発表された偏光方法は偏光ビームスプ
リッタ、偏光方向の回転子（ローテータ）およびシンセ
サイザ（合成器）から成る偏光コンバータを用いて、照
明効率を著しく改良するとしている。偏光ビームスプリ
ッタは入射光を２つの互いに垂直な直線偏光ビームに分
離する（すなわち、Ｐ型偏光の光を透過し、Ｓ型偏光の
光を反射する）。偏光方向回転子はＰ型偏光の光の偏光
方向を両偏光方向が等しくなる９０度ほど回転すること
により、前段の偏光系で失った多くの光を効果的に回復
する。その後は、光の２つの部分がシンセサイザによっ
て液晶上に結合される。
【００１２】偏光コンバータは最終的に１００％に近い
変換効率を提供できる可能性はある。しかしながら、偏
光コンバータの部品内の反射と吸収での損失がコントラ
スト増加シート偏光子に損失を加え、その結果として現
在のところ偏光してない光が直線偏光のビームに変換さ
れるときに概して２０％の損失となっている。
【００１３】この過度の光損失に加えて他のやっかいな
障壁がある。従来の偏光子は一般に液晶アレイといっし
ょに組込まれ、吸収過程で入射光を損失している。あい
にく、この吸収は光エネルギを熱に変換し、この熱はゲ
ートと回りの光学系の温度を耐えられない程度に上昇さ
せる。演出および表示の応用において、投射器温度が可
燃性のレベルに達することができるところでは、この熱
吸収プロセスは液晶アレイの温度限界を大きく超えるで
あろう温度上昇を引き起す。
【００１４】放射エネルギ吸収の有害な熱影響を軽減す
ることを試みたさまざまな冷却技術が提案されている。
ギルバート ハイアット氏の米国特許４，７３９，３９
６号、特にその特許のコラム５０から６０において、光
投射器に使用する目的で提案された多くの冷却技術が論
じられている。ジェームス Ｈ．ボゲーリ氏等の米国特
許４，７６３，９９９号も参照されたい。
【００１５】強制空気による冷却は、入射光に対して理
論的に透明であって透過光量の減少もしないので、応用
に有効であると考えられる。しかしながらあいにく、送
風機運転にたよる熱放散技術や他の強制空気冷却技術は
それ自体多くの演出や表示応用で受け入れ難いレベルの
雑音を創り出す可能性がある。空気冷却はまた光学要素
を大気汚染にさらし、光学的清澄を危うくし、他の問題
を引き起すこととなる。
【００１６】ランプの周囲に使用される他の熱制御構成
が液晶ゲートを保護するのに役立つことが知られてい
る。例えば、舞台投射器の安定した環境維持に対する改
善が、ランプ系の部品を通って冷却流体を順環する熱交
換を付加的な冷却用に備えることで提案されている。冷
却流体は熱沈積部分に働いて熱を吸収し、熱に耐えられ
ない装置から遠くへ熱を導く。
【００１７】光学的投射器系の熱環境を改善するためこ
れらの技術および関連技術がジョージ イゼノール氏に
より米国特許４，８４３，５２９号および同４，８９
０，２０８号に記載されている。これらの参考文献によ
れば、多層誘電干渉フィルタ、さもなければダイクロイ
ック“ホットミラー”として知られるフィルタ、および
液体セルとが光源と機械的投射ゲート間の光路中に配置
されて、光ビームから赤外領域のエネルギを除去してい
る。ホットミラーは約７００から１５００ナノメータの
領域の波長を有する“近”赤外線エネルギを、それらの
領域内に光が通過するときに、反射することにより赤外
線ろ過工程を助けている。液体セル内の水はダイクロイ
ックフィルタによって反射することのない１．５から１
０マイクロメータの領域の“遠”赤外線エネルギを吸収
するのに有効である。この水セルは短波長（すなわち、
可視光）を有するエネルギに対して良好な透過性能を発
揮するので、有効である。
【００１８】赤外線−吸収液体セルと赤外線−反射“ホ
ットミラー”との組合せは、ビームが投射ゴボ（ｇｏｂ
ｏ）に到達する前にビームから赤外線を除去する。この
赤外線除去工程は赤外線エネルギの熱影響を減少し、そ
の結果全体として光学機器の安定性を増大させる。
【００１９】放散、対流および伝導の組合せを含ませる
ことができるこの冷却方法あるいは他の冷却方法はある
照明応用で熱影響を減少させるのに使用されている。し
かしながら、これらの技術の実用上の有用性は、高強度
投射器の天火のような環境下におかれた温度に敏感な液
晶ライトバルブを熱吸収から保護することについて、ま
だ実例で説明されていない。
【００２０】これらの環境上の障害と偏光使用を通じて
の相当量の光の損失のために、関心のある投射現場に対
して全て潜在能力を有する液晶光学器は今までにまだ実
現していない。
【００２１】液晶ディバイスの第２の部類のものは、遮
断モード期間において入射光線の吸収よりも散乱に利用
できる。したがって、このような散乱液晶アレイは高熱
環境を有する高強度投射器に用いられる潜在能力がある
ことを示している。
【００２２】入射光を散乱する液晶ディバイスの記述
は、ウー氏等の米国特許４，６７１，６１８号およびド
アネ氏等の米国特許４，６８８，９００号に見い出させ
る。これらの特許は本質的に重合体（ポリマ）母材（マ
トリックス）中にネマティック液晶の微小な小滴を分散
している重合体分散液晶（ＰＤＬＣ）を使用することを
開示している。ＰＤＬＣの材料は相分離として知られて
いる工程により形成される。このタイプのディバイスは
光が母材を通って伝えられることにより遭遇する媒体の
境界で光が屈折率間の不整合に出合うときに、入射光を
散乱する。これは液晶が非整列状態のときに起り、重合
体母材と液晶物質の境界での不整合は入射光の反射、屈
折を引き起すので入射光を散乱させる。
【００２３】分散材料の同様のタイプのものがジェーム
ス Ｌ．ファーガソン氏の米国特許４，４３５，０４７
号に記載されており、そこに封じ込め媒体内でカプセル
に含まれた液晶材料が開示されている。このディバイス
は屈折率が整合して、かつカプセル内の液晶が命令で整
列しているときに入射光の透過を許容する。入射光の散
乱あるいは吸収は屈折率の不整合と、封じ込め媒体内の
液晶の歪み、あるいは曲線配向から生じる。
【００２４】光分散液晶が例えば命令状態におかれてい
るときには、電界と平行な方向に進む入射光は液晶と母
材の境界面で屈折率間の実質上の整合に遭遇する。この
整合の屈折率はこの命令状態で入射光の妨害のない透過
を許容する（熱、電磁、光および他のエネルギもまたア
レイ中の液晶の整列制御に供することができる）。ある
範囲にわたって透過度は印加電界の強さに比例するの
で、操作によりグレイスケールモードを与えられる余地
がある。
【００２５】入射光を吸収するよりも散乱する能力を示
すことに加えて、光散乱ゲートは投射ゲート上に入射す
る光線をあらかじめ偏光する必要がないという極めて重
要な性質を示す。このことは多くの応用に対して抑制と
なる光強度損失を解消する。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可視領
域の光の吸収の減少はあるけれども、上記のような光散
乱ゲートにおける吸収特性は長波長に適したものではな
い。これらゲートはそのためにある投射器の高強度環境
において赤外線エネルギの吸収によって熱損傷を受け易
い。従って、効果的な冷却技術を備えない限り、散乱液
晶アレイの分解能、速度および像形成能力は高強度演出
照明装置の環境下では利用できない。
【００２７】そこで、本発明の一つの目的は、解像力、
プログラム組込機能および液晶アレイの応答時間を有
し、熱的に保護された照明投射器ゲートを提供すること
にある。
【００２８】本発明のさらなる目的は、光散乱液晶アレ
イの注目に価する利点を利用する一方で、熱損傷からこ
のアレイを保護する光照射装置を提供することにある。
【００２９】本発明のさらなる目的は、高速画像投射器
に対して動的な可変投射ゲートを利用し、多様な各種の
パターンを用いて、照明と動画の応用に使用される正確
なビームパターン制御を提供することにある。
【００３０】本発明のさらに他の目的は安定した熱環境
を提供し、それにより高強度光投射器に用いるビーム制
御装置の広い制御領域を許容する改良された投射器冷却
技術を提供することにある。まぶしい照明の光の下で演
技者により通例経験される潜在的な不快感を最小限にす
る改良された冷却は別の目的である。
【００３１】本発明のさらなる目的は動的可変液晶投射
ゲートとゴボ（ｇｏｂｏ）ユニットとを一緒に、また個
別に利用することにより、斬新で独特の視覚的照明効果
を創り出すことである。
【００３２】本発明の追加の目的は閉鎖された環境内で
働き、それにより信頼性を改善し、汚染の危険性を減少
し、かつ装置から出るノイズを除去する光投射器を提供
することにある。
【００３３】本発明の他の目的は人間の色知覚特性に適
応させるために段階を付けた目盛付けの方法で色パラメ
ータを制御することが可能な色制御組立部品を提供する
ことにある。
【００３４】本発明のさらなる目的はビームスペクトル
センサにより供給された帰還値を使用する改良された色
制御装置を提供することにある。
【００３５】本発明の他の目的は静的パターンおよび動
的パターンの両方を含む広い範囲の効果を有する改良さ
れたゴボ利用を提供することにある。
【００３６】本発明の他の目的は強度レベル帰還センサ
と連結した改良された調光手段を提供することにある。
【００３７】本発明のさらに他の目的と利点については
以下の記述により明らかにする。
【００３８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、概して、本発明の一形態は、画像形成手段を包含す
る１以上の光投射器を具えた照明応用のための光投射装
置であって、少なくともその１つの光投射器が：（１）
照明応用に適した強度を有するビームを発生する光ビー
ム源；（２）ビームの変調を行うように設けられ、透明
と不透明の状態を装うことのできる光散乱液晶アドレサ
ブル（アドレス可能）アレイを有する投射ゲート；
（３）ビームにより発生された熱から液晶アレイを保護
するための熱管理系；および（４）ビームにより投射さ
れた画像を変化させるため、液晶アレイに接続して画素
の状態を制御する画像制御信号源を具備することを特徴
とする。
【００３９】本発明の他の形態は：（１）ビームを発生
する光ビーム源；（２）透明と不透明の状態を装うこと
のできる光散乱液晶画素のアドレス可能アレイを含む光
変調系；（３）アレイに関して熱を伝導する液体セルか
ら成るアレイ用の熱排出部；および（４）アレイに接続
されて、画素の状態を制御し、それによりビームで投射
された画像を変化させる画像制御信号源を具備する画像
投射装置を特徴とする。
【００４０】本発明のさらに他の形態はビーム色制御手
段を含む１以上の光投射器を有する照明応用のための光
投射装置における色制御と色設計に関するもので、その
光投射器は；（１）照明応用に好適な強度を有するビー
ムを発生する光ビーム源；（２）ビームに対して置き換
え可能な一組の色フィルタ素子から成り、また（３）そ
の色フィルタ素子の中のいくつかはフィルタ遮断波長お
よび透過波長がその素子の位置決めによって調整可能と
なるように形成された可変ジクロイックフィルタリング
材料から成る。
【００４１】一形態としてのフィルタ素子は色相（色
調）パラメータが円周方向に変わり、色の濃さ（彩度）
が半径方向に変わる円形の素子である。従って、フィル
タ素子をビームを通して回転すれば色相が変わり、一方
ビーム軸の左右に垂直に移動すれば濃度制御が行える。
【００４２】本発明のさらなる特徴によれば、色制御系
は、フォトダイオードアレイまたは他の適切な変換素子
（トランスジューサ）と協動してビームの色を測定しか
つ正確な色測定信号を色制御部へ供給するスペクトル解
析器として作動する、直線的な可変帯域通過フィルタの
如き、色感応フィードバック素子を含む。これは照明装
置間の精密な色整合を許容する。
【００４３】本発明の他の形態によれば、ゴボ選択手段
はゴボ配向制御手段と組合されて、プログラム可能に方
向付けられた静的パターンとそれらのパターンの動的回
転の両方を伴うゴボ効果の選択を生み出す。
【００４４】本発明のさらなる形態によれば、強度制御
系は強度フィードバック、トランスジューサ、および空
間的に変調され、可変濃度で、反射被覆物を有する調光
ホイールとを含み、ローカル（局所）制御系と協力して
指定された強度レベルを生成する。
【００４５】
【作用】本発明では、（１）高解像力、プログラム組込
機能および液晶アレイの応答時間を有し、かつ熱的に良
く保護された照明投射器ゲートを提供できる。
【００４６】（２）光散乱液晶アレイの注目に価する利
点を利用する一方で、熱損傷からこのアレイを保護する
ことができる。
【００４７】（３）高速画像投射器に対して動的な可変
投射ゲートを利用し、多様な各種のパターンを用いて、
照明と動画の両方の応用に使用される正確なビームパタ
ーン制御ができる。
【００４８】（４）安定した熱環境を提供し、それによ
り高強度光投射器に用いることができる。
【００４９】（５）ビーム制御装置の広い制御領域を許
容する改良された投射器冷却技術を提供できる。
【００５０】（６）動的可変液晶投射ゲートとボゴ（ｇ
ｏｂｏ）ユニットとを一緒に、また個別に利用すること
により、斬新で独特の視覚的照明効果を創り出すことが
できる。
【００５１】（７）閉鎖された環境内で働き、それによ
り信頼性を改善し、汚染の危険性を減少し、かつ装置か
ら出るノイズを除去することができる。
【００５２】（８）人間の色知覚特性に適応させるため
に段階を付けた目盛付けの方法で色パラメータを制御す
ることが可能な色制御組立部品を提供できる。
【００５３】（９）ビームスペクトルセンサにより供給
された帰還値を使用する改良された色制御装置を提供で
きる。
【００５４】（１０）静的パターンおよび動的パターン
の両方を含む広い範囲の効果を有する改良されたゴボ利
用を提供できる。
【００５５】（１１）強度レベル帰還センサと連結した
改良された調光手段を提供できる。
【００５６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【００５７】図１を参照するに、本発明の一実施例の光
投射器系はランプ１０と反射鏡１２とを含み、この反射
鏡はプログラマブル光パターン発生器すなわち投射ゲー
ト１４上に光ビーム５０を合焦（フォーカス）するよう
に協力し、その投射ゲート１４は液晶アレイを含有し、
かつフィルタ／冷却液セル２０内に浸されている。光源
１０、例えば高強度１０００ワットアークランプは可視
光、赤外線および紫外線を含む帯域にわたる放射エネル
ギを放出し、この放射エネルギは次に反射鏡１２で集め
られ、偏光していない合焦光のビーム５０としてプログ
ラマブル画像発生器１４へ向う。
【００５８】後者（プログラマブル画像発生器１４）の
画素は照明制御装置４０により順番に制御されるドライ
バ１８により活性化される。この照明制御装置４０は、
参考のためここに含めた、ティラー氏等の米国特許第
４，９８０，８０６号に示されているタイプの装置でも
よい。
【００５９】敏感な（熱影響を受け易い）投射ゲート１
４に赤外光等の波長が到達する前に（可視光と“遠”赤
外線間の波長を有する）“近”赤外領域にフィルタを活
性化させるために、多層誘電体干渉フィルタ３２を投射
ゲート１４とランプ１０との間に配置することができ
る。このフィルタ３２は近赤外線を反射する一方で、よ
り短い可視波長を透過するように選択されたダイクロイ
ック特性を示す光学的薄膜を含んでいる。
【００６０】符号１６の図示のようなレンズ系はゲート
１４を真すぐ透過した光、ゲート１４により変調された
光をまとめるのに供されており、その結果生じる画像を
投射する。
【００６１】投射ゲート プログラマブル光パターン発生器１４は１のモードで光
を散乱し、他のモードで光を透過することが可能な液晶
画素アレイから構成されている。このようなアレイに適
した散乱材料の１つのタイプは、ポリママトリックス
（重合体の母材）内に分散されたネマティック液晶であ
る。この合成物はポリマ分散液晶（ＰＤＬＣ）と称され
ている。ネマティック曲線配向相（ＮＣＡＰ）液晶、液
晶ポリマ合成物（ＬＣＰＣ）、ネマティックコレステリ
ック液晶ディスプレイ（ＮＣ−ＬＣＤ）、およびポリマ
ネットワーク液晶ディスプレイ（ＰＮ−ＬＣＤ）もまた
好適であろう。さらにまた、赤外線感受性と偏光損失を
十分に減少し、適切な特性の液晶系を用いるツイストネ
マティック（ＴＮ）系は少なからぬ応用に対して満足さ
せられ得る。
【００６２】ポリマ薄膜内にネマティック液晶を分散し
て構成した画素エレメントは、いくつかの状態の中の１
つの状態に独立的に駆動されることができる。１つの状
態では、垂線の周りに狭い角度で入射した光は、画素エ
レメントを透過し、次いでレンズ系１６により投射用に
集光される。他の状態では、屈折率のくいちがいを有す
る境界面を進行する光の反射および屈折の特性を用いる
ことにより入射光が散乱するので、入射光の透過は有効
に阻止される。活性化信号を制御して液晶を配向の中間
状態に置くと、画素を真すぐ通る光の透過量が制御され
るので、グレイスケールは得られる。
【００６３】図２に示すように、ゲートアレイはポリマ
マトリックス４２内に分散した液晶液滴４１から構成さ
れており、このポリママトリックス４２は２つの透明板
１４ａおよび１４ｂとの間に置かれ、アクティブマトリ
ックス１４ｅを含んでいる（図４参照）。制御素子１４
ｄは各画素毎に１つずつあり、それぞれ信号源Ｖからそ
の各自の画素１４ｃへ適切な駆動電圧を供給する。
【００６４】ＰＤＬＣアレイに用いられた液晶材料は直
交軸に沿って正しく調整された２つの屈折率を有する。
異常光線の屈折率ｎe は液晶の長軸に沿って測定され、
また常光線の屈折率ｎ0 はｎe の軸に直交する軸に沿っ
て測定される。さらに、ポリママトリックス封じ込め手
段は屈折率ｎp を有し、これは異常光線の屈折率ｎeと
整合する（ある場合にはｎ0 がｎp と整合する）。これ
らの屈折率の相対値を制御することにより、入射光線Ｉ
i はポリママトリックス／液晶結合体の境界面をその光
が通過するときに、光が屈折率の一致または不一致のい
ずれかに遭遇するかにしたがって、透過または分散され
る。
【００６５】透過状態のときには（図２の右側に概略図
で示した）、画素上に入射する光の９０パーセント以上
が垂線の周りに狭い角度で透過することになる。
【００６６】他方、画素が光の遮断あるいは散乱状態に
置かれているときには（図２の左側に示す）、液晶はラ
ンダム配向となり、異常光線の屈折率ｎe はもはや光の
伝達方向に配向していない。光はエレメントの表面に関
してランダム様式中の投射ゲートから破線方向矢印で示
したように立ちさることができよう。そして、もはや狭
い合焦ビームは“真すぐ進む”透過光でなくなり、それ
故にこの透過光を妨ぐことができる。予期された“前方
散乱”にかなりの量の“後方散乱”があるということも
注目すべきことである。
【００６７】画素が散乱モードのときに光の９０％以上
がその画素を通るけれども、広い散乱角度（前方向と逆
方向の両方）のために、その光はレンズ組立体１６によ
って投射のために集光され得ない。従って、光の透過は
投射ゲートを損傷するかもしれない吸収工程を利用せず
に、効果的にかつ制御可能に減少する。
【００６８】多くの応用に対して、屈折率の正確な整合
の程度から最大の不整合程度までの間で画素内の屈折率
整合範囲を制御することは好ましい。その結果として、
光は１つの状態でほぼ完全に透過し、中間の状態で部分
的に透過し、画素をあたかも不透明状態中に置いたよう
なオフ状態の程度で分散する。
【００６９】ある応用においては、ちょうど２つの末端
の状態、すなわち透明と不透明で画素を操作すること、
すなわちオンとオフのモードを備えることで十分満足さ
れよう。
【００７０】高いコントラスト率、例えば約１００対
１、あるいはそれ以上の率で設けることは設計上好まし
いことである。
【００７１】投射ゲート１４内に設けられた液晶とポリ
マの合成物の構成およびアクティブマトリックス制御エ
レメントの電気的特性は、信号（増幅、周波数およびタ
イミング）と、透明から不透明の範囲にわたって画素の
励起を変えるのに用いられるゲート駆動系の電力必要量
とを決定する。液晶マトリックスはポリママトリックス
４２と交差するときよりも、むしろ液晶材料４１と交差
するときに主要な電圧低下が起るというような適切な電
気的特性を有していなければならない。アクティブマト
リックスは多くの特許および刊行物に記載されている。
例えば、沖氏等による米国特許第４，８１８，９８１号
を参照されたい。
【００７２】制御パラメータは、アレイを形成するのに
使用された液晶とポリマの合成物に基づいて、絵等はエ
ネルギ印加がない正常状態の下では整然として配向（垂
直伝導モード）を有する透明状態になり、適切な電気信
号の印加でランダム配向（傾斜伝導モード）を有する不
透明状態になる（また逆も同様）ということを確立でき
る。アレイの初めのタイプのものは“リバース（逆転）
モード”として知られており、印加パワーを失ったとき
に透明状態に変わる液晶材料を必要とする応用に特に望
ましい。
【００７３】アレイに画素の配向を制御する代替方法は
制御刺激として熱、磁気あるいは電気−磁気（光学系を
含む）励磁の使用を含む。特定の応用において、これら
の方法は液晶の配向を制御するための代替実施例として
合体させることが好適であろう。
【００７４】適切な制御信号を供給するため、電子駆動
回路１８は、図１から図４に示すように、典型的に照明
制御装置４０から映像信号を受け取り、アプリケーショ
ンへ選択による入力ビデオパターンに応じてアレイの個
々のエレメントを、適切な列と行、すなわちＭ１とＭ２
（図４）に対して独立的に、選択印加する。この結果、
所望の画像が投射ゲート１４を横断して創り出され、光
ビームを変調し、このビームが次にレンズ系１６により
集光されて投射される。
【００７５】米国特許第４，４８０，８０６号に教示さ
れた技術に従えば、ビデオフレームはキュー（合図）と
して例えばランプの近くに格納でき、これをゲートに向
けて供給することにより動画化とリアルタイムタイプの
画像を作成できる。単一のフレームでも多様の変化を作
り出す処理を通して巧みに操作されることができる。さ
らに、画像通信回線は遠隔源から連続してビデオを供給
するのに使用されることができる。
【００７６】駆動回路１８は好ましくはシリアルまたは
パラレルのいずれかで伝送されたデジタル論理制御信号
により表わされた画像信号を受け取り、かつ典型的に液
晶アレイ１４のインターフェース要求に合ったマイクロ
プロセッサ互換型周辺装置として設計される。
【００７７】応用対象（アプリケーション）に応じて、
ゲートのエレメントは色々な形状に配列でき、例えば１
０，０００個の画素と各画素に対する駆動信号の印加の
ための関連する電気的接続とを含む１００×１００のエ
レメントアレイに配列できる。列と行のマトリックス配
列を用いる場合、２００本の電気的接続が関連する能動
素子を使って１００×１００エレメントアレイ中の各々
の画素をアクセスするのに用いることができる。この方
法により、画像データは、列と行で活性化される所望の
画素を活性化してアクセス行を順番に下げることができ
る。
【００７８】アクティブマトリックス（母材）は米国ミ
シガン州トロイ所在のオプチカルイメージング システ
ム社から入手可能である。実際の詳細な駆動回路の設計
はゲート特性に依存する。説明の特徴に関して、例えば
米国カリホルニア州セントジョーズ所在のＳ−ＭＯＳシ
ステムズ インストルメント社により市販のドライバＳ
ＥＤ１１８０Ｆ，１１８１Ｆ，１１９０Ｆおよび１１９
１Ｆを参照されたい。
【００７９】ある事例において、マトリックス技術使用
のプラズマアドレシングが一般的なアクティブマトリッ
クスのアドレシング技術の代りに適用でき、これにより
制御エレメント１４ｄの必要を除ける。このプラズマア
ドレシングはトーマス Ｓ．ブーザック氏著の“新アク
ティブマトリックス技術使用プラズマアドレシング”
（Ｓ．Ｉ．Ｄ ９０ダイジェスト版 ＰＰ．４２０〜４
２３）に記載されている。この技術は、各画素をアクセ
スする必要のあるアクティブマトリックスをプラズマ収
容溝に置き換えたもので、選択された画素に電圧を正確
に置くための手段によって広い駆動電圧領域を示す。プ
ラズマアドレシングによって供給された広い電圧領域
は、所望のグレイレベルに従って選択された状態に置く
ために、液晶材料が大きな駆動電圧を必要とするのを許
容する。
【００８０】プラズマアトレシングは一般的なＴＦＴ制
御素子（１４ａ）を閉じ込めガスの選択的収容溝で置き
換えることにより表示器の組立を簡単にする。アレイは
そのため、一般的なアドレシング機構と同様な、画素行
アクセス用駆動回路と、行を画像データにラッチするた
めの各列用のプラズマ溝とから構成される。個々の画素
の透過特性はその行の駆動回路を使って画素に対してデ
ータ信号を印加することにより、また関連する溝内に収
納されたガスの伝導率を調整することによって制御され
る。プラズマ、すなわち高伝導性イオン化ガスはデータ
回線と大地間の電気回路を完全にする。従って、データ
行上の信号は、ガスがその伝導性にある、すなわちプラ
ズマ状態にあるときに、画素内の液晶のみを励起する。
【００８１】高い演出応用向けの本発明の好適な実施例
ではアクティブマトリックス内に２００×２００エレメ
ントＰＤＬＣアレイと、３平方インチの“ウインドウ”
として組立てられた、光投射器の投射ゲートとして形成
されたユニットとを有する。最も控えめな映像演出のと
ころでは、３５×３５画素のアレイを有するゲートが容
認しうる。これは分解能の減少があったとしても、機械
的に制御されたゴボに対して画像の変化とスピードが著
しく優れている。
【００８２】ＰＤＬＣ技術の比較的わかりやすい記述と
しては、Ｂ．バッファドール編集「液晶−応用と使用」
Ｖｏｌｕｍｅ１、１９９０年、米国ニュージャージ州の
ワードサイエンティフィックパブリシャーズ発行の文献
を参照されたい（ＰＤＬＣ技術の詳細な論述が章１４に
見い出せる）。
【００８３】ＰＤＬＣ材料と好ましいゲート製作に有益
な製造工程について有益な情報提供を行っている記述
は、ドアネ ウエスト他による米国特許第４，６７３，
２５５号にも見い出すことができる。
【００８４】温度制御 液晶とポリマの合成物から構成された投射アレイの動作
は温度に左右される。このような材質、例えばＰＤＬＣ
で形成された投射ゲートは特定の温度範囲でのみ最大透
過を示すので、安定した動作温度範囲内に投射ゲートを
維持することは重要である。
【００８５】赤外線および紫外線エネルギは、１０００
ワットアークランプのような高強度光源のビームから出
て光散乱ＬＣ（液晶）ゲートによって吸収することが可
能ではあるが、実際的にはそのＬＣ材料が耐えられるよ
りも非常に大きい。従って、図１に示す投射ユニットは
熱制御系を包含しており、この熱制御系は赤外線ろ過制
御機構２０および３２を合体させて温度の上昇を軽減
し、それにより光学素子の熱破壊を防いでいる。ろ過制
御機構３２は液晶ディスプレイを化学的に変質させる紫
外線を吸収する働きもしている。
【００８６】液体セル 長い波長の赤外線（“遠”赤外線）を扱うため、本装置
は液体充満セル２０を包含しており、このセル２０は水
およびエチレングリコールのような他の適切な液体の少
なくともいずれか一方を収容している。図３を参照する
に、セル２０はビーム軸と直交する２つの平行な、空間
をあけた透明壁２２および２４から形成されている。側
壁（図示しない）および天板２４ａと底板２４ｂが包囲
壁を構成している。セル２０内の流体はビーム５０から
赤外線エネルギを吸収する一方、より短い、可視波長で
は優秀な透過特性を備えている。
【００８７】セル２０からの熱の除去は図３に示す入口
２４ｃおよび出口２４ｄを介してセル２０を通過する循
環する液体によって達成されている。これらは、ポンプ
２５，流量制御スイッチ３０およびラジエータ（冷却
器）２６を有する温度自動調整制御付液体循環系の導管
３１に接続している。後者のラジエータ２６は対流によ
り好適に冷却を行うことができる。温度自動調整制御付
低ノイズ送風機２８は雑音の侵入を避けるように置かれ
ており、他の応用例でも使用可能なものである。
【００８８】流量制御スイッチ３０はさらに流体の流量
を感知するように構成でき、それによりポンプ力の不足
あるいは装置の漏れの進展の状態が検知され、付随装置
へ検知信号が送られることができる。一方、検知された
状態はランプ１０を自動的に消燈させて、アレイ１４や
他の光学装置を何らかの熱問題が発生する前に保護する
ことができる。
【００８９】さらに他の対策として、拡張チェンバ
（室）をこの循環系の部品として備えることができ、こ
れはセル２０から比較的に遠くに配置し、水圧サージを
液体系以内に適応させ、それにより漏れによる危険を減
少することができる。
【００９０】冷却系はエチレングリコールまたはそれと
水との混合したものを使用でき、ろ過液体セル２０とこ
のセル内に浸されたゲート１４の両方に対し過度の温度
を妨ぐのに働く。ゲート１４の入射面上のホットミラー
３６は付加的な温度制御に供する。この組立部品２０は
また前方窓２０，後方窓２４およびゲート板の液体イン
ターフェースのそれぞれの上に透過効率を増加させる反
射防止被覆３５を設けることができる。
【００９１】他のセル／ゲート構造 ゲート／液体セルの好ましい実施例を図５および図６に
示す。赤外線吸収液体６４、好ましくは光学的にきれい
な超純粋水を収納するために、第１密封円筒室６０を設
けている。好ましくはシリコンゴムから成るつば付円筒
柔軟性ブーツ６２は透明な前方および後方窓８８および
８５によって形成された端面を有する密封室６０の周辺
部境界を形成している。シリコンブーツ６２は温度で変
わる水室の容積に応じて拡大あるいは収縮するように備
わっている。
【００９２】保持クリップ８０の補助具で適当な位置に
つかまされているセル６０の前方および後方の窓８８，
８５は溶かした石英材料で形成することができ、好まし
くは構造上の必要と一致する最小の薄さにする。
【００９３】ろ過室６０を囲むものは好都合に冷却液６
８を収容するための第２環状室６６であり、セル６０内
の液体６４と室６６内の冷却液６８間を伝わる最高熱の
ために備えられている。冷却液室６６は図５に示すよう
に円筒ブーツ６２によって定義され、そのブーツ内周と
フランジ８１付の外シリンダ７２とによって形成されて
いる。この配置構成は赤外線吸収工程で水６４に吸収さ
れた熱を液体セル室６０の外へ、ブーツ６２をよこぎっ
て、これを境界となす第２の液体すなわち冷却液６８へ
と搬送する機構となっている。
【００９４】冷却液室６６を通って冷却液６８を循環す
る手段が備えられている。この目的のために、冷却液は
入力流路６５と出力流路６７，液晶ディスプレイの温度
が維持されるような図１に符号２６で示す如きラジエー
タの出力側に接続させる形成具とを介して室６６を通っ
て循環する。
【００９５】液晶を冷却するのに加えて、冷却液は前方
ガラス７８と後方ガラス８８とを有する投射ゲートアレ
イ７９の冷却を行う。このことはマトリックス組立体を
ろ過室６０の液体と熱的に接するように配置することに
より達成され、それにより冷却液をアクセスする。この
端部に対して、投射ゲートの後方ガラスを液体セルの前
方ガラス８８と同様に形成することができる。これに加
えて、図５に示すように、反射防止被膜８７を液体セル
／投射ゲート組立体の前面と背面上に配置することがで
きる。これは境界面での不整合を最小にし、これにより
光が１つの媒体から他の媒体へ通過するときの表面反射
を減少する。
【００９６】液体セルの室６０の密封性質は、乱流を最
小にし、かつ水の透明性を維持して、液晶アレイによる
ビームで形成された画像の明瞭性を保つ。自動化舞台照
明装置として良好にするために、パン（左右・上下移
動）およびチルト（傾斜角調整）ヘッド組立が搭載され
た場合には、セル内に乱流や気泡がほとんどない清澄さ
の条件を維持する範囲で液体サブシステムが充満され
る。
【００９７】ゲート／セル組立体の他の実施例を図７に
示す。本図を参照するに、赤外線吸収液体が円筒形周囲
壁１１５および透明で平らな前面および背面窓１１２お
よび１３１で限定された円筒囲い１１０内に含有されて
いる。らせん状の溝が円筒壁１１５の外周面に形成され
ており、入口ポート１２０および出口ポート１２１を有
する冷却液路１２２を限定するためその溝は外スリーブ
１２３によりカバーされている。その結果生ずる冷却液
流は追加的な温度安定を供給するように設計されてい
る。
【００９８】室１１０と連通するものとして、室１１０
内から延在したダクト１３３を含む膨張室１２５があ
る。
【００９９】このユニットの透明面１１４は透明板１１
２と１１３間にはさまれた光散乱アレイ１１１を含む。
このアレイは前記した形態のいずれか１つでよい。室１
１０内の冷却液はその屈折率が前面壁１１２および背面
壁１１３に関する屈折率と一致するように選択できる。
【０１００】本発明の光学系の好ましい実施例を図８に
示す。開示した“折りたたみバックミラー”組立体は色
々な利点を提供する。空間的制限の問題を解決するとと
もに、この構成は赤外線および紫外線ろ過組立体が使う
ことができる追加の表面を提供する。ある反射面に“コ
ールドミラー”をコーティングすることで、追加の赤外
線エネルギは光ビームから除去することができる。
【０１０１】本実施例において、投射器ランプ組立体２
００はフィリップスＭＳＲシリーズアークランプのよう
なランプ２０１を含み、このランプ２０１はシステムコ
ントローラ２０３からローカルプロセッサ２８５を介し
て制御されているランプ電源２０２からエネルギを印加
される。この装置構成部品は前述した米国特許第４，９
８０，８０６号に開示されたタイプのものでよい。ラン
プ電源２０２およびその他の電気的構成部品は冷却液系
に接続された冷却液導管２０２ａと２０２ｂを通じて冷
却される。
【０１０２】ランプ２０１は反射組立体２０４内に取付
けられており、この反射組立体２０４は反射面２０９と
入口２０６と出口２０７を備えた冷却液室２０５とを有
する。冷却液は前述した冷却系の制御の下にそれらのポ
ートを介して室２０５を通って循環される。
【０１０３】他の実施例として、この投射組立体２００
は表面２０９上にコーティングした外側コールドミラー
と、室２０５の内側端面２０５Ａおよび２０５Ｂに適用
された赤外線吸収面を有することができる。コールドミ
ラー上に入射する赤外線はこのミラーを透過するので、
室２０５内の冷却液によって部分的に吸収され、かつそ
の径の表面にも赤外線が部分的に吸収される。
【０１０４】投射組立体２００から投射されたビームは
コールドミラー上と内部冷却液室２１１を有する液体冷
却ユニット２１０とに入射する。その液体冷却ユニット
２１０は入口ポート２１２と出口ポート２１３を介して
冷却液循環系に接続する。
【０１０５】ミラーはガラス基板２１６を含み、この基
板上に多層誘電体干渉フィルタ２１５が積層されてお
り、この基板は可視光を反射する一方で赤外線と紫外線
の波長を通過する。フィルタ２１５を通過した赤外線エ
ネルギは室２１１内の冷却液によって部分的に吸収さ
れ、かつミラー組立体の背面に搭載した赤外線吸収面２
１４によって部分的に吸収される。この表面はさらにま
た循環冷却液によって供給された熱伝導の受取人でもあ
る。紫外線エネルギはガラス基板２１６により部分的に
吸収される。
【０１０６】ミラーユニット２１０から反射した投射ビ
ームは色制御組立体２２１上に集中する。液晶画素アレ
イは多色投射画像を創出するのに使用することができる
けれども、比較的に複合多経路光学システムが通常要求
されている。ここで費用と複雑性および何らかの交換と
を避けることが要求されているので、ダイクロイックフ
ィルタの使用を介して単色ビームを発生することは好ま
しいことであり、投射アレイ上のその結果生じるろ過ず
けのモノクロ（単色）光を集光することは好ましい。こ
のようなやり方は、ダイクロイックフィルタの組合せ形
態（以下の章で論じる）は並はずれた色制御を産出する
ことが見い出されているので、望ましいことである。
【０１０７】これらの特徴を具現化するカラーホイール
組立体（アセンブリ）はそれらの円周に沿って連続する
色領域を供するカラーホイール２２０Ａ，２２０Ｂおよ
び２２０Ｃを含む（図９も参照のこと）。システムコン
トローラ２０３の制御の下で、３つのホイールのそれぞ
れは個々のセットの色パラメータに応じた位置に回転す
ることができる。これは円滑に色あせするのを許容し、
従来の組立体で達成不可能な他の連続的色変化を許容
し、色の中心（色調，色相）および色の帯域幅（濃度，
彩度）における変化を含む。
【０１０８】各カラーホイールは可変の、特定の波長帯
域の光線通過を許容する一方で、他の波長の光線を反射
する全誘電体ダイクロイックフィルタで構成されてい
る。この可変厚さの多層光学薄膜は高い光学パワー強度
の下で最小の吸光性と作用となるように設計されてい
る。この組成物は異なる屈折率と異なる厚さを有する誘
電体物質層を含み、それらのパラメータは連続的に可変
のスペクトル応答を生じるフィルタ表面にわたって変化
する。
【０１０９】全誘電体物質からなるカラーホイールの組
立構成体は金属誘電体デザインのものを越える顕著な利
益が得られる。すなわち、最小の吸収で高パワースルー
プット、および非常に高められた環境に対する頑丈性で
ある。ジームス Ｄ．ランコート氏著“光薄膜ユーザハ
ンドブック”マックミリアン発行、特にその章３．７．
３および章４．４．２から４．４．５参照のこと。ここ
に記載されたタイプのカラーホイールは米国カルホルニ
ア州サンタローザのオプティカルコーティングラボラト
リ Ｉｎｃ．社から得ることができる。
【０１１０】第１のカラーホイール２２０Ａは短波長の
光を透過し、長波長の光を弱める可変短波長通過“エッ
ジ”フィルタとすることができる。図１２の（Ａ）に示
すように、このフィルタは“ブルー”波長を有する光を
通過する傾向にあり、遮断波長は色々な、例えば比較的
長い遮断波長を有する位置へホイールを回転することに
よって連続的な範囲に変化させることができ、これによ
りエッジは波長軸に沿って有効にスライドし、比較的長
い波長（グリーンおよびレッド）を有する光を通過す
る。
【０１１１】第２のホイール２２０Ｂは比較的長い波長
の光を通過し、可変遮断波長を伴い比較的短い波長の光
を減衰する可変波長通過エッジフィルタとすることがで
きる。図１２の（Ｂ）に示すように、このフィルタは
“レッド”あるいは長波長を有する光を通過し、さらに
またここで比較的短い遮断波長を有する位置へホイール
を回転することによって遮断波長を連続的に変化させる
ことができ、これにより比較的短い波長（グリーンおよ
びブルー）を有する光を通過させることができる。
【０１１２】第３のホイール２２０Ｃは可変の上方およ
び下方の波長によって限定された帯域内で波長を阻止
し、この波長帯域以外の光を通過することができる可変
の帯域阻止フィルタとすることができる。図１２の
（Ｃ）に示すように、第３のホイールを回転すると、阻
止帯域は波長軸に沿って有効にスライドする。
【０１１３】この３つのホイール系は合成可変フィルタ
系で構成され、カラー制御に対して顕著な改善を提供す
る。図１２の（Ｄ），（Ｅ）および（Ｆ）に示すよう
に、色濃度を例えば、ハーフトーン、あるいはドット濃
度、あるいは他の手法によって制御することによって追
加された変化が得られ、図１０に示すように、ビームに
対して色々な濃度値にさらすように移動手段によりビー
ムの外へとカラーホイールを漸次移すことにより、各ホ
イールの周囲の内側範囲から放射する連絡的に変化する
色濃度の光が得られる。この特徴は、図８に示すよう
に、コントローラ２０３により制御され、色で調合され
たホワイト光の光量制御の能力が得られるのでカラーの
濃度制御が行える。
【０１１４】フィルタは、連続的に可変であるダイクロ
イックで、すべて誘電体素子であることが好適である。
【０１１５】３つのホイールを全部組合せた効果は、白
色光の減算ろ過の三段階後に残留したスペクトルのエネ
ルギの状態を示す図１２（Ｇ）に示される。
【０１１６】３つのホイールは、各々、中心部に円型の
開口部１５２を有するディスクから作ることができる。
このディスクは、図１０に図示されるように、中心部の
開口部１５２に隣接したディスクの内側の縁端部に沿っ
て透明な領域１５４を有し、この透明な領域１５４はカ
ラーろ過の働きは全くない。ホイールを光路と交差させ
て移動させて、中央部の開口部１５２を光路中に配置さ
せて、カラー透過を排除することができ、反射や吸収に
よる光の損失を排除することができる。また、ホイール
を光路と交差させて移動させて、望ましいレベルのカラ
ー濃度または、カラー濃度に対応するカラーフィルタ領
域を光路中に配置させることができる。
【０１１７】最大濃度領域を、カラーフィルタホイール
の縁部近くに形成し（図１０に図示）、ホイールに入射
した所定の直径のビームによって、対応するより低い濃
度領域に入射する同じ直径のビームよりも色相変化がよ
り狭い範囲のカラーフィルタの一部がさえぎられるよう
に、最大濃度領域を配置する。従って、ビームの直径に
わたる最大濃度と色相変化の最小範囲は、カラーフィル
タホイールの外縁部付近で達成される。
【０１１８】ホイールの中心により近い位置で、ホイー
ルによってビームが遮光されるように、カラーフィルタ
ホイールを、光路に交差させて移動させることによっ
て、ドット濃度パータンによって形成された透明な領域
を通過するろ過されなかった光の量が増加し、また、ビ
ームが、ホイール上でより大きい角度で延びるにつれ
て、ビームの直径内の色相変化の範囲が増し、所定の色
相の飽和度が低下する。
【０１１９】カラーフィルタは、各々、ホイールの周縁
部に、さらに、エンコーダパターン１５０（図１０）を
有する。適切な検知器および／または、デコーダで読み
取られる際に、エンコーダパターン１５０によって、角
位置の変化を検知することができる。図１０に示された
二トラック方形エンコーダパターンを、適切なカウンタ
および／または、タイマ回路とインデックスポイントと
に組み合わせることによって、ローカルプロセッサ２８
５に、絶対角位置と、インクレメント角位置から回転速
度と、回転信号の方向とを決定させる。他の方法によれ
ば、絶対位置エンコード方式を用いることによって、ロ
ーカルプロセッサが、絶対角位置と、回転速度とを、マ
ルチセンサや、マルチビットデジタルエンコードを用い
た周知の方法によって、より直接的に決定することがで
きる。図８に示すように、カラーフィルタホイールを、
各々、各ホイールの周辺に作用するリム駆動に機械的に
結合させて、ホイールの角位置を制御してもよい。
【０１２０】以下の色制御ユニット２２１では、光路に
沿って視野絞り２５はそれた光を遮断する。任意の集積
レンズ２３０は、上記ビームを横切るいかなる色変動
（ｃｏｌｏｒ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を均質化する。
【０１２１】上記ビームをその後カラーホイール（随
時、以下で議論される）２７５を通過させ、その後、コ
リメータレンズ２３５を通過させた後、折り曲げミラー
２３６から反射させる。この配置はほぼ平行な光線を投
射アレイの液晶材料上に向けて透過効率を最大とし、適
当な光路の輪郭を達成するのに寄与する。上記ミラー２
３６は上記循環系に接続された付加的な冷却チャンバー
（図示しない）と熱的に接触させ得る。
【０１２２】投射ゲート２４０の好ましい実施例は図５
のＬＣアレイである。付加的にゲート２４０は、いくつ
かの応用のために、ソレノイドまたはモータＭ１の制御
下で光路の内外を移動可能としてもよい。この態様は、
上記ゲート２４０が使用されない間にそのゲートを光路
から排除することによってＬＣアレイの寿命を延ばす。
さらに、これは投射器が他のモードの場合に光損失を減
らす。
【０１２３】確実な適用例では、特に最小の分解能の結
晶アレイを用いた場合には、劇的な視覚効果がＬＣゲー
トといっしょに上記ビームを変調する遮光板（ゴボ）ホ
イールの組み込みによって達成され得る。この目的のた
めに、上記系はモータＭＧを介して共通の軸回りに配し
た多くの固定パターンまたは他の光学的効果、およびシ
ステムコントローラ２０３の制御下でモータＭＧを回転
させることによって選択される一つの効果を提供する遮
光板ホイール２５１を含めてもよい。選択されたパター
ンはさらに上記ビーム内の所望の方向にモータＭＧによ
って回転させられてもよい。付加的に、上記遮光板ホイ
ールの位置の一つは上記ビームに透明な穴を与える。上
記遮光板ホイール２５１およびＬＣゲート２４０は、イ
メージの形成のために上記ビームを変調した状態で、相
互に協働してあるいは互いに独立して用いられ得る。Ｌ
Ｃアレイが単独で用いられるべき場合には上記遮光板ホ
イールはその透明な位置までに駆動される。（あるい
は、遮光板ホイールは光軸から離れるように引っ込めら
れ得る。）同様に、上記遮光板ホイールが単独で用いら
れるべき場合にはＬＣアレイ１４はビームの経路から外
れた位置に配置される。
【０１２４】像形成に続いて、本光学系はリレーレンズ
２５０とコントラストアパチャ２５５とを含む。このコ
ントラストアパチャ２５５は投射ゲートにより散乱され
た非平行光のうちリレーレンズ２５０に入射するものを
すべて遮断して投射されたイメージのコントラスト比を
向上させる。
【０１２５】モータＭ２を介して制御されるズームレン
ズ系２６０がプロジェクタの出口に設けてあり、システ
ムコントローラ２０３により制御されて焦点と倍率を選
択している。さらに、強度制御アイリス２６５を系に導
入して、モータＭ３を駆動するシステムコントローラ２
０３により制御するようにしてもよい。適用例によって
はズーム部材のそれぞれに対して別個の駆動モータを設
けてもよい。
【０１２６】投射アッセンブリはサーボ駆動ＰおよびＴ
により上下左右動（ｐａｎ）および傾動（ｔｉｌｔ）に
関して制御される。この投射アッセンブリは密封ハウジ
ング２７０内に収容することができる。この技術はプロ
ジェクタの無菌環境を保つのに役立つとともに種々の動
く構成要素により発生されることのある騒音を制限す
る。さらに、照明系のランプハウジング２７０を冷却材
を担持する二重壁として構成し、プロジェクタから熱を
対流や放射により取除くヒートシンクとして作用するよ
うにして冷却を達成することができる。
【０１２７】強度制御 出力光線の強度を制御する別の機械的に光を暗くする手
段として、ディスク上の適宜な光路に沿って反射性が変
化する反射塗膜を施した透明なディスクも可能である。
例えば、カラーホイール２２０Ａ，２２０Ｂおよび２２
０Ｃに関して図１０で記述した方法で、ドット・パター
ンの濃度を変化させ光路に沿った反射率を変化させる。
濃度変化と濃度の軌跡は、好ましくは、強度での滑らか
な直線性の変化を完成させるべく選択され、一方、暗転
から十分な明度へのす早い変移をも促進させる。これ
故、図１１に示すように、光路はらせん状に変化する反
射性を備えた暗くするホイール２２２の形にすることが
できる。ホイール２２２は、消光されていない十分な強
度の光を通すための中央開口２２６を持つように作るこ
とができる。光を減衰するように形成された可変濃度ド
ットパターンは、図１１に示すように開口２２６に隣接
した明るい領域からはじまり、濃度を増加させていき、
その結果、反射率が増加し、ホイールの周辺部に向かっ
てらせん状の光路になっている。ホイールの周辺部近傍
の外側領域はすべての入射光をそこで反射し、これによ
り光線を強度ゼロまで暗くする。
【０１２８】ホイールを同時に回転させ光路を横切って
動かすことで、光線は、強度レベルが円滑に制御できる
ようにらせん状の光路に沿って多くの点でホイールによ
り光線が遮断される。ゆるやかな光の暗転化が円滑に制
御でき、特にらせん状の光路の端の低い強度の所では反
射塗布材の濃度が徐々に増加するので円滑に制御でき
る。ドットパターンを慎重に設計することにより、調光
アイリスに対応したフェードの直線性が改良される。こ
の理由は、アイリスの作動腕の線形な動きが光の強度で
の非直線性の変化を生じ、特に、アイリスが強度ゼロす
なわち完全に閉じられた動きの端部に近づいて行くから
である。
【０１２９】ホイールをほとんどあるいは全く回転させ
ず、光路中を急速に移動させることにより、強度レベル
をゼロから１００％まで急激に変化させることができ、
あるいはらせん状の光路に沿って配置された濃度が徐々
に変化する領域を迂回することにより強度レベルを１０
０％からゼロまで急激に変化させることができる。らせ
ん状の光路にしたがって、１０，０００：１までの制御
可能な強度比率が達成できる。
【０１３０】調光ホイール２２２は、光路に対して、回
転可能であり移動可能である。調光ホイール２２２は、
図８に示すように、ホイールの回転位置を制御するため
にホイールの周辺上で作動する「リム駆動」配列と、機
械的に結合する。さらに、調光ホイール２２２は、カラ
ーフィルタホイール２２０Ａ，２２０Ｂおよび２２０Ｃ
について述べたようにエンコーダ・パターンを含むよう
に製作できる。この方法では、エンコーダ・パターンが
適宜の検出器やデコーダで読み取られて、エンコーダ・
パターンは回転位置の検出と処理を可能にする。
【０１３１】代わりに、調光手段を、長さ方向により反
射率が変化する反射塗布材を持った線状の細片状に形成
してもよい。線状の細片の反射率は、上記の方法でドッ
トパターンの密度を変化させることにより、変化され
る。細片を光路を横方向に横切らせるにつれ、細片によ
り、強度が滑らかに直線的に変化をする。適宜な耐久性
のある柔軟な基板を使用して、光路の両端上に配置され
た２つのスプール上に線状細片の調光手段を巻回でき
る。その後、照明装置の出力強度を制御するために、調
光細片を光路中を横切って回転させてもあるいは逆回転
させてもよい。
【０１３２】強度フィードバック フォトダイオードや他の適宜な変換器のような光検知電
子装置を使い、強度制御機構で光を調光した後の光を採
取し、強度制御用ローカルプロセッサ２８５へ強度フィ
ードバック信号を送る。図８に示す実施例で、強度フィ
ードバック装置２２４は、強度制御ホイール２２２の後
の光の強度を採取するよう配置されている。強度フィー
ドバック配列により、照明装置に指定したレベルの照明
を行わせることができる。強度フィードバックは、ロー
カルプロセッサを制御するオペレーティングシステムソ
フトウエアではできないことがある。例えば、フィード
バックセンサが遮光板の影の中あるいは別の投射画像の
影の中に入った場合である。
【０１３３】カラーマッチング ある応用例で生じる問題には、照明装置間の色のミスマ
ッチングがある。ランプの色の校正は、ランプのタイプ
により変化し、またシステムの照明装置間の正確なカラ
ーマッチングを不可能にする時間によっても変化する。
この問題を解決するため、本発明によるシステムでは、
カラー光の量を示すカラーセンサあるいはスペクトラア
ナライザ２８０を備えている。カラーセンサあるいはス
ペクトラアナライザ２８０は、図８に示すように線形可
変フィルタ２８０ａを備えている。このフィルタ２８０
ａは、ビームシステム２２１で着色された後の光を採取
できるよう配設されている。この目的のために、フィル
タ２８０ａは、ミラー２３６の開口２３６ａを通過する
光のサンプルを受光できるように配置することもでき
る。
【０１３４】オプティカルコーティングラボラトリ会社
（Ｏｐｔｉｃａｌ ＣｏａｔｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒ
ｙ，Ｉｎｃ．）からセレクトラバンド（Ｓｅｌｅｃｔｒ
ａｂａｎｄ）の商標で市販されているタイプの線形可変
フィルタは、空間の位置により線形に変化する中心周波
数をもったバンドパスフィルタを備えている。このフィ
ルタは、適宜のＩＣフォトダイオードアレイ２８０ｂと
結合され、光のスペクトルを指示する合成信号を作るこ
とができる。この出力信号は、例えば、システムコント
ローラに測定カラーデータも供給できるローカル専用マ
イクロプロセッサＵｐあるいは共用マイクロプロセッサ
２８５により、閉ループフィードバックとして処理でき
る。システムのローカルあるいはリモートカラーコント
ローラ回路は、特定の色の状態を作るためにこのように
してカラー装置を制御できる。これは投射されたビーム
の絶対的な色の正確さを与える手段を提供し、光源内に
異なる補正も可能である。従って、たとえ光源のスペク
トル出力が時間がたって変化したとしても各照明装置は
所望の色をさらに正確に再現することが可能である。た
とえいくつかの光源の光スペクトル出力が光源に応じて
瞬時には変動したとしても、一群のいくつかの照明装置
は同じ色をいっそう正確に再現することもできる。
【０１３５】その他の順次カラー方式 もし、リアルタイムにフルカラー画像が望まれるときに
は、本単一光路光学システムにおいて複数の原色、すな
わち、赤色，緑色および青色でもって投射アレイを順次
照明することによって得ることができる。単色系では普
通秒あたり約２５ないし３０画像のフレーム速度を用い
ることによって事実上フリッカなしにあたかも動きが連
続的であるように表すことができる。順次フルカラー動
作を達成するためには、本システムのフレーム速度を３
つの画像フィールド、すなわち、３原色（赤，緑および
青）の各々に対して１つの画像フィールドからなる各フ
レームを用いてフリッカ速度を３倍にあげる。各フレー
ムの継続時間中、投射アレイ、例えば図５のアレイ９
は、３原色の第１の原色に対する画像フィールドに対応
するビデオ情報がアドレスされ、そこでその選択された
原色で照明される。その結果、投射アレイは当該フレー
ム周期の第１の時区間の継続期間中第１の原色の画像フ
ィールドに対するビデオ情報を投影する。その後、第２
の時区間の継続時間中では、投射アレイは次の画フィー
ルドに対応するビデオ情報でアドレスされ、第２原色に
対する光でもって照明される。この処理は、そこで第３
の原色について繰り返される。この処理方法に従って、
赤，緑および青の画像フィールドは各フレームごとに順
次投射される。人間の眼では各原色が一緒に重なり合う
ことからフルカラーの動き画像が結果として生ずること
になる。
【０１３６】順次フルカラー動作に必要な３原色の各々
を得るために、図８の専用のトリカラーホイルアセンブ
リ（Ｗｈｅｅｌ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）２７５をカラー制
御ユニットに設けることができる。ホイル２７５の各セ
クタは、所定の色に対応する特定の波長を通過させるダ
イクロイック・フィルタである。専用のカラー・ホイル
を順次フルカラーシステムを達成するのに必要なカラー
濾過動作を簡易化するために使用することができる。以
上に開示した３個のカラーホイル２２０Ａ，２２０Ｂ，
２２０Ｃの動作と同様に、専用のトリカラーホイル２７
５をカラー濾過を除去するために光路から移すことがで
きる（１／３の輝度の白色光をゲートで調節することな
く、ホイルをぐるぐる回転することでできることに注
意。さらに、単色光、例えば青色が必要なときには、本
順次システムは専用フィルタシステムの光強度の１／３
の光強度でよいことになる）。順次カラー液晶表示シス
テムの例としては、Ｙａｉｒ Ｂａｒｏｎに対して発行
された米国特許第４，８４３，３８１号に見出される。
【０１３７】プログラマブルに回転可能な遮光板ホイー
ル 遮光板ホイール２５１の望ましい実施態様は、図１３で
説明するが、遮光板パターンを自動位置決め法を改良し
たものである。この目的のため、遮光板キャリア３２５
は、１組の個々の遮光板（ゴボ）ユニット３３０をその
周辺部に支持しており、遮光板選択システム３９０によ
り制御されるモータＭＧにより回転され、遮光板アセン
ブリを介して通過する光の光路内の座３６１に、遮光板
３３０のうちの選択された１つの遮光板を位置させる。
【０１３８】キャリア３２５は、上述した米国特許４，
９８０，８０６号に記載されたランプメカニズムおよび
照明制御装置により構成されるともに、制御される開ル
ープまたは閉ループアナログ、ディジタル、またはハイ
ブリッドモータ制御システムにより制御することができ
る。
【０１３９】各遮光板ユニット３３０の位置決め基準位
置も可変であり、調整可能である。この目的のため、遮
光板ホイールアセンブリ３２５は太陽歯車を含み、太陽
歯車は各遮光板ユニットの周辺に配置された遮光板ギヤ
ー３３５と係合している。太陽歯車３４５は遮光板位置
決め制御装置３９１により制御されている。遮光板位置
決め制御装置はまた遮光板選択システムで用いられるど
の駆動システムをも包含することができる。両システム
またはいずれかのシステムにおいて、位置、速度、およ
び関係するパラメータ、すなわち加速度のようなパラメ
ータを利用することができる。
【０１４０】太陽歯車３４５は全ての遮光板ギヤー３３
５と常に係合しているので、いずれかの遮光板ギヤーが
回転すると全ての遮光板ギヤーが回転することになる。
選択された遮光板が遮光板キャリアにより投射ゲート座
３６１に位置されると、遮光板キャリア３２５および太
陽歯車３４５を同時に、異なる回転角度だけ回転させる
ことにより、選択された遮光板はどれも太陽歯車により
所望のオリエンテーションだけ回転させることができ
る。選択された遮光板は、投射ゲートに位置する間、さ
らに望むままに連続または間欠的に回転させることがで
きる。遮光板の速度と向きもまた制御することができ
る。
【０１４１】太陽歯車の遮光板キャリアに対する少なく
とも１つの位置決め基準点により、投射ゲートに位置す
る遮光板は「直立（ｕｐｒｉｇｈｔ）」位置決め基準点
に位置されるようになる。望ましい実施態様では、遮光
板の直立位置ぎめ基準点となる遮光板キャリアに対する
太陽歯車のこのような位置決め基準点の数は、少なくと
も、太陽歯車と遮光板ギヤーの間の歯車比を慎重に選択
することにより得られる遮光板の数だけある。どの遮光
板も、太陽歯車と遮光板キャリアが１つのこのような位
置決め基準位置に固定されている間、取り付けることが
でき、取り付け後、遮光板の位置決め基準位置が正確に
予想した位置に制御される。遮光板と太陽歯車が同一の
回転角度で同一の回転方向に回転されると、遮光板は維
持されている直立位置決め基準点と交換される。太陽歯
車を遮光板キャリアに対してある角度だけ回転させるこ
とにより、遮光板の位置決め基準位置は相当する角度だ
け変化する。太陽歯車を遮光板キャリァにより回転され
るよりある角度だけ多くまたは少なく回転させることに
より、遮光板は交換され、それらの位置決め基準点が同
時に変わる。また、太陽歯車と遮光板ギヤーの歯車比を
慎重に選択することにより、太陽歯車が動かない間に、
遮光板キャリァを回転させることができる。そして、望
ましい位置決め基準点を投射ゲートが静止する位置と仮
定した位置に、選択された遮光板が回転して位置する。
モータＭＧを速度制御することにより、「回転」効果を
用いて、アニメーション化（動画化）された照明効果の
デザイン環境を良くすることができる。
【０１４２】開示された遮光板アセンブリとシステム
は、正確で、柔軟に、また独立に、広範囲のビームパタ
ーンを制御することができ、静的または動的に照明合図
（ｃｕｅ）に入れることができる。遮光板を連続または
間欠的に回転させることにより、普通とは違う劇的な視
覚効果を得ることができる。
【０１４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下の効果が得られる。
【０１４４】（１）高解像力、プログラム組込機能およ
び液晶アレイの応答時間を有し、かつ熱的に良く保護さ
れた照明投射器ゲートを提供できる。
【０１４５】（２）光散乱液晶アレイの注目に価する利
点を利用する一方で、熱損傷からこのアレイを保護する
ことができる。
【０１４６】（３）高速画像投射器に対して動的な可変
投射ゲートを利用し、多様な各種のパターンを用いて、
照明と動画の両方の応用に使用される正確なビームパタ
ーン制御ができる。
【０１４７】（４）安定した熱環境を提供し、それによ
り高強度光投射器に用いることができる。
【０１４８】（５）ビーム制御装置の広い制御領域を許
容する改良された投射器冷却技術を提供できる。
【０１４９】（６）動的可変液晶投射ゲートとゴボ（ｇ
ｏｂｏ）ユニットとを一緒に、また個別に利用すること
により、斬新で独特の視覚的照明効果を創り出すことが
できる。
【０１５０】（７）閉鎖された環境内で働き、それによ
り信頼性を改善し、汚染の危険性を減少し、かつ装置か
ら出るノイズを除去することができる。
【０１５１】（８）人間の色知覚特性に適応させるため
に段階を付けた目盛付けの方法で色パラメータを制御す
ることが可能な色制御組立部品を提供できる。
【０１５２】（９）ビームスペクトルセンサにより供給
された帰還値を使用する改良された色制御装置を提供で
きる。
【０１５３】（１０）静的パターンおよび動的パターン
の両方を含む広い範囲の効果を有する改良されたゴボ利
用を提供できる。
【０１５４】（１１）強度レベル帰還センサと連結した
改良された調光手段を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施例を示す光投射器の内部の略側面
図である。
【図２】本発明の実施例に適用可能なポリママトリック
ス内に含有する液晶小滴の状態変化を説明する液晶アレ
イ部分の略図である。
【図３】本発明による液晶投射アレイおよび赤外線吸収
・伝導性冷却液セル組立体の具体例を示す略図である。
【図４】図１から図８の装置に使用される本発明実施例
のプログラマブル光散乱アクティブマトリックス投射ゲ
ートの略平面図である。
【図５】液晶投射アレイおよび液体セル組立体の本発明
による実施例の略側断面図である。
【図６】上記液晶投射アレイおよび液体セル組立体の略
斜視図である。
【図７】液晶投射アレイおよび液体セル組立体の本発明
の他の実施例を示す略側断面図である。
【図８】好ましい光学系を示す光投射器の内部の一部を
示す略側面図である。
【図９】本発明の色制御装置を形成するカラーフィルタ
の１つを説明する平面略図である。
【図１０】本発明の濃度制御装置を形成するカラーフィ
ルタのドット密度を説明する平面略図である。
【図１１】本発明の空間変調・可変濃度・反射被膜調光
ホイールを説明する平面略図である。
【図１２】本発明のカラーホイール装置の特性を説明す
る一組のスペクトル透過曲線を示す特性図である。
【図１３】プログラマブル回転可能ゴボホイール組立体
の本発明の実施例を示す略平面図である。
【符号の説明】
１０ ランプ １２ 反射鏡 １４ 光投射ゲート １６ レンズ系 １８ ドライバ ２０ フィルタ／冷却液セル ２５ ポンプ ２６ ラジエータ ２８ ファン ３０ 流量制御スイッチ ３１ 導管 ３２ 多層誘電体 ３５ 反射防止被膜 ３６ ホトミラー ４０ 照明制御装置 ４１ 液晶小滴 ４２ ポリママトリックス ５０ 光ビーム ６０ 第１密封円管室 ６２ つば付円筒軟質ブーツ ６５ 入力流路 ６６ 第２環状室（冷却室） ６７ 出力流路 ６８ 冷却液 １３３ ダクト １５０ 符号器パターン ２００ 投射ランプ組立体 ２１０ コールドミラー ２２１ 色制御組立体 ２２２ 調光ホイール ２５１ ゴボホイール ２８５ ローカルプロセッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード ダブリュ． ハットン アメリカ合衆国 75061 テキサス州 ア ービング マーク ストリート 1517

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像形成手段を含む１以上の光投射器を
    有し、照明応用のための光または画像の投射装置におい
    て、 前記１以上の光投射器は、 （１）照明応用に適した強度を有するビームを発生する
    光ビーム発生源と、 （２）前記ビームを変調するように配置された投射ゲー
    トであって、本質的には非吸収性の光学的な環境内で光
    が散乱する液晶画素の、アドレス可能なアレイを有し、
    前記画素は透明および不透明な状態となることが可能な
    投射ゲートと、 （３）前記ビームにより発生した熱から、前記液晶のア
    レイを保護する熱制御システムと、 （４）前記アレイに接続し、前記画素の状態を制御し
    て、前記ビームにより投射された画像を変化させる画像
    制御信号発生源とを具えたことを特徴とする光または画
    像の投射装置。
  2. 【請求項２】 （１）ビームを発生する高強度光ビーム
    発生源と、 （２）光が散乱し、透明および不透明な状態になること
    の可能な液晶画素のアレイを含み、前記ビーム中を伝わ
    る非偏光の光を変調するように位置させたビーム変調シ
    ステムと、 （３）前記アレイとは熱伝導的な関係にあるヒートシン
    クを有する、前記アレイのための、熱制御システムと、 （４）前記アレイと接続し、前記画素の伝導状態を制御
    して、それにより前記ビームにより投射された画像を変
    化させる画像制御信号発生源とを具えたことを特徴とす
    る光または画像の投射装置。
  3. 【請求項３】 前記液晶アレイにより変調されたビーム
    の色を制御するビーム色制御手段を含むことを特徴とす
    る請求項１または２に記載の光または画像の投射装置。
  4. 【請求項４】 前記熱制御システムは、液体セルを含む
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の光または画
    像の投射装置。
  5. 【請求項５】 前記アレイからの赤外線領域または紫外
    線領域にある放射エネルギの進路を変える手段を含むこ
    とを特徴とする請求項１または２に記載の光または画像
    の投射装置。
  6. 【請求項６】 ２色性を有し、可能性のある放射エネル
    ギの損傷から前記アレイを守るための誘電体干渉フィル
    タを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光
    または画像の投射装置。
  7. 【請求項７】 前記光投射器を取り囲んで完全に密封さ
    れたハウジングを含むことを特徴とする請求項１に記載
    の光または画像の投射装置。
  8. 【請求項８】 前記ビーム発生源と前記アレイとの間に
    位置させたホットミラーを含むことを特徴とする請求項
    １または２に記載の光または画像の投射装置。
  9. 【請求項９】 少なくとも特定の前記液晶画素は、ポリ
    ママトリックス内に分散させたネマチック液晶材料から
    成ることを特徴とする請求項１または２に記載の光また
    は画像の投射装置。
  10. 【請求項１０】 前記ビームの方向を逆転するための、
    折り返し光学系を含むことを特徴とする請求項１または
    ２に記載の光または画像の投射装置。
  11. 【請求項１１】 前記熱制御手段は液体循環システムを
    含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光また
    は画像の投射装置。
  12. 【請求項１２】 前記液晶画素は、液晶分散ポリマ、ネ
    マチック曲線配向液晶、液晶混合物およびポリマネット
    ワーク液晶からなるグループから選択した液晶材料から
    成ることを特徴とする請求項１または２に記載の光また
    は画像の投射装置。
  13. 【請求項１３】 前記熱制御システムは、強制空気循環
    に依存せずに、それにより静かな運転を達成することを
    特徴とする請求項１または２に記載の光または画像の投
    射装置。
  14. 【請求項１４】 前記ビームに付加される変調を強いる
    ためのプログラマブルゴボシステムを含むことを特徴と
    する請求項１または２に記載の光または画像の投射装
    置。
  15. 【請求項１５】 前記液晶画素の透明度がグレイスケー
    ル効果を与える値の範囲に調整できることを特徴とする
    請求項１または２に記載の光または画像の投射装置。
  16. 【請求項１６】 （１）前記アレイを照明するために、
    前記ビームをフィルタリングして、連続の３原色を繰返
    し発生する原色発生器と、 （２）前記液晶画素を制御して、前記原色を伴なう前記
    アレイの照明に同期して前記原色の各々に対応したビデ
    オ画像を作成し、それにより前記ビームを前記カラーの
    ビデオ画像に変調させる変調手段とを含むことを特徴と
    する請求項１または２に記載の光または画像の投射装
    置。
  17. 【請求項１７】 （１）複数のゴボを支えるキャリヤー
    と、 （２）該キャリヤーを制御して前記ビーム内に前記ゴボ
    の１つを位置させる制御手段と、 （３）選択されたゴボの方位角度、速度および方向を変
    えて、それにより、ゴボパターンの選択および選択され
    たゴボの方位の両方で、発生のビームパターンを調整す
    ることができる調整手段とを含むことを特徴とする請求
    項１または２に記載の光または画像の投射装置。
  18. 【請求項１８】 前記アレイは前記画像制御信号の発生
    源に連結されたアクティブマトリックスを含むことを特
    徴とする請求項１または２に記載の光または画像の投射
    装置。
  19. 【請求項１９】 前記ビームの色を調整する色制御シス
    テムを含み、前記色制御システムは、複数の協力し合う
    ダイクロイックフィルタ素子を有し、前記素子の各々
    は、前記ビーム内に選択的に位置決めを行うことができ
    る調整可能フィルタを有することを特徴とする請求項１
    または２に記載の光または画像の投射装置。
  20. 【請求項２０】 ビームカラー制御手段を含む少なくと
    も１つの光投射器を有し、照明応用のための光または画
    像の投射装置において、 前記光投射器は、 （１）照明の応用に適した強度を有するビームを発生す
    る光ビーム発生源と、 （２）前記ビームに対して相対的に移動可能な１組のカ
    ラーフィルタ素子とを有し、 （３）フィルタ遮断波長が前記素子の位置に応じて調整
    可能なように連続的に変化するダイクロイックフィルタ
    リング材料を具えた特定の前記カラーフィルタ素子から
    構成されたことを特徴とする光または画像の投射装置。
  21. 【請求項２１】 前記カラーフィルタ素子の少なくとも
    １つは、前記ビーム軸に対して２方向に相対的に移動可
    能であり、これにより色相および濃度の制御の両方を与
    えることを特徴とする請求項２０に記載の光または画像
    の投射装置。
  22. 【請求項２２】 前記カラーフィルタ素子は、変化する
    色帯域幅、変化する色中心フィルタが減ることを特徴と
    する請求項２０に記載の光または画像の投射装置。
  23. 【請求項２３】 前記カラーフィルタ素子は、回転方向
    において変化するダイクロイック特性を有し、波長の中
    の１つの帯域の波長の透過および他の帯域の波長の反射
    を連続的に選択的に行うことの可能なことを特徴とする
    請求項２０に記載の光または画像の投射装置。
  24. 【請求項２４】 特定の前記カラーフィルタ素子は、減
    光関係にあることを特徴とする請求項２０に記載の光ま
    たは画像の投射装置。
  25. 【請求項２５】 前記フィルタ素子を移動する色制御シ
    ステムを含み、前記色制御システムは、ビームの色を検
    知する色応答フィードバック手段を含むことを特徴とす
    る請求項２０に記載の光または画像の投射装置。
  26. 【請求項２６】 前記フィルタ素子は本質的には金属の
    要素構成が全くないことを特徴とする請求項２０に記載
    の光または画像の投射装置。
  27. 【請求項２７】 前記フィルタリング材料は複数の多層
    誘電体薄膜を含み、この薄膜は異なる光学的特性を有す
    ることを特徴とする請求項２０に記載の光または画像の
    投射装置。
  28. 【請求項２８】 前記フィルタリング材料は濃度制御を
    助成するための空間的に濃度が変化することを特徴とす
    る請求項２０に記載の光または画像の投射装置。
  29. 【請求項２９】 前記フィルタリング材料は、異なる厚
    み、異なる濃度または、空間的に異なる屈折率の分散さ
    れた複数の、誘電体フィルムを含み、これにより連続的
    に色相、および色濃度を変化させることを特徴とする請
    求項２０に記載の光または画像の投射装置。
  30. 【請求項３０】 ビームカラー制御手段を含む少なくと
    も１つの光投射器を有する照明応用のための光または画
    像の投射装置において、 前記光投射器は、 （１）照明の応用に適した強度を有するビームを発生す
    る光ビーム発生源と、 （２）前記ビームの色を調整するための、制御可能なカ
    ラーフィルタと、 （３）色調整された前記ビームに感応して該ビームの複
    数の色特性を指示する出力を行うスペクトル−指示フィ
    ードバックディバイスと、 （４）前記フィードバックディバイスの出力に応答して
    前記フィルタを制御するように用意されたコントローラ
    とを具えたことを特徴とする光または画像の投射装置。
  31. 【請求項３１】 前記フィードバックディバイスは複数
    の波長指示出力および該出力の各々に連結した感光手段
    を有するダイクロイックフィルタを含み、該感光手段は
    ビームスペクトル特性を集合的に指示することを特徴と
    する請求項３０に記載の光または画像の投射装置。
  32. 【請求項３２】 前記カラーフィルタは、一組の可変波
    長帯域で、可変基準帯域のフィルタからなることを特徴
    とする請求項３０に記載の光または画像の投射装置。
  33. 【請求項３３】 前記カラーフィルタ素子は回転方向に
    沿って変化するダイクロイック特性を示し、１つの色波
    長を選択的に透過し、他の波長を反射することを特徴と
    する請求項３０に記載の光または画像の投射装置。
  34. 【請求項３４】 （１）ビームを発生する光ビーム発生
    源と、 （２）複数のゴボを支えるためのキャリアを含むビーム
    変調システムと、 （３）前記キャリアを制御して、前記ビームの中に、前
    記ゴボの１つを位置決めする制御手段と、 （４）選択されたゴボの方位角，速度および方向を変化
    させる手段であって、該手段は前記複数のゴボを同時に
    作動して変化させ、それにより、ゴボパターンを選択お
    よび選択されたゴボの方向の両方を同時に調整すること
    で、発生されたビームパターンを変調することができる
    変調手段とを具えたことを特徴とする光または画像の投
    射装置。
  35. 【請求項３５】 前記液体セルは、密封された内室を冷
    却液が循環する外室から分離する柔軟性皮膜を含むこと
    を特徴とする請求項４に記載の光または画像の投射装
    置。
  36. 【請求項３６】 １以上の光投射器を有する照明応用の
    ための光または画像の投射装置において、前記１以上の
    光投射器は、 （１）照明応用に適した強度を有するビームを発生する
    光ビーム発生源と、 （２）前記ビームの方向を逆転する折り返し光学系であ
    って、該光学系は、比較的に冷たい光ビームを生成する
    熱制御手段を有する少なくとも１つの折り返しミラーを
    含む折り返し光学系とを具えたことを特徴とする光また
    は画像の投射装置。
  37. 【請求項３７】 １以上の光投射器を有する照明応用の
    ための光または画像の投射装置において、 前記光投射器は、 （１）照明応用に適した強度を有するビームを発生する
    光ビーム発生源と、 （２）前記ビームの強度を調整するための制御可能な調
    光手段と、 （３）調整された前記ビームに感応して、該ビームの強
    度レベルを指示する出力を行う強度指示フィードバック
    ディバイスと、 （４）前記フィードバックディバイスの出力に応答して
    前記調光手段を制御するように用意されたコントローラ
    とを具えたことを特徴とする光または画像の投射装置。
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