JPH05273517A - 画像のカラー投影方法 - Google Patents
画像のカラー投影方法Info
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- JPH05273517A JPH05273517A JP4340340A JP34034092A JPH05273517A JP H05273517 A JPH05273517 A JP H05273517A JP 4340340 A JP4340340 A JP 4340340A JP 34034092 A JP34034092 A JP 34034092A JP H05273517 A JPH05273517 A JP H05273517A
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- color
- image
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
- H04N9/3108—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators by using a single electronic spatial light modulator
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133621—Illuminating devices providing coloured light
- G02F1/133623—Inclined coloured light beams
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来に比べて格段に良質のカラー投影画像を
得る方法を提供する。 【構成】 光源からの光を分散素子へ導き、該素子によ
って受け取られた光を、種々の角度で種々の色を有する
光のスペクトルに分散させる。このスペクトルの各色バ
ンドを集束し、そして、分散した色バンドを、変調素子
上への集束中に受け取られたものに対応する色バンドに
変調する。この変調された光ビームを再結合して投影面
上に投影する。
得る方法を提供する。 【構成】 光源からの光を分散素子へ導き、該素子によ
って受け取られた光を、種々の角度で種々の色を有する
光のスペクトルに分散させる。このスペクトルの各色バ
ンドを集束し、そして、分散した色バンドを、変調素子
上への集束中に受け取られたものに対応する色バンドに
変調する。この変調された光ビームを再結合して投影面
上に投影する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカラー投影される画像の
画質の改良に関する。
画質の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、大形スクリーン投影装置に対し
て、投影される光を変調するため、液晶光弁（ＬＣＬ
Ｖ）を利用する液晶光弁式投影装置が用いられている。
この目的のため、陰極線管（ＣＲＴ）のような適当な装
置によってＬＣＬＶを選択的に変調する。かかる装置に
おいては、第１の原色の光を反射させるため、及び入射
未変調偏光の残部を伝送するため、及び入射光を内面反
射させるため、未変調偏光に応答する第１の色分解装置
を用いている。
て、投影される光を変調するため、液晶光弁（ＬＣＬ
Ｖ）を利用する液晶光弁式投影装置が用いられている。
この目的のため、陰極線管（ＣＲＴ）のような適当な装
置によってＬＣＬＶを選択的に変調する。かかる装置に
おいては、第１の原色の光を反射させるため、及び入射
未変調偏光の残部を伝送するため、及び入射光を内面反
射させるため、未変調偏光に応答する第１の色分解装置
を用いている。
【０００３】原色を分解してそれぞれを個別に変調する
ため、種々の色分解装置が用いられている。例えば、二
色性ミラーが用いられているが、これは非点収差及び偏
光感度を示しやすい。二色性ミラーに付随する問題を避
けるためにプリズムが用いられている。しかし、発生す
る熱を考えると、かかるプリズムの組立体は、投影装置
内で用いた場合、冷却剤による応力の害を受ける可能性
がある。従って、従来の液晶光投影装置は、ガラス製の
プリズムまたはくさびを有する色分解プリズムの利点を
利用することができず、他の色分解構造を用いることに
なるが、これは同じ性能を持っていない。
ため、種々の色分解装置が用いられている。例えば、二
色性ミラーが用いられているが、これは非点収差及び偏
光感度を示しやすい。二色性ミラーに付随する問題を避
けるためにプリズムが用いられている。しかし、発生す
る熱を考えると、かかるプリズムの組立体は、投影装置
内で用いた場合、冷却剤による応力の害を受ける可能性
がある。従って、従来の液晶光投影装置は、ガラス製の
プリズムまたはくさびを有する色分解プリズムの利点を
利用することができず、他の色分解構造を用いることに
なるが、これは同じ性能を持っていない。
【０００４】従来の液晶光弁投影装置においては、それ
ぞれのカラーチャネルは、色分解装置の光学構造を通る
通路長が等しくない。その結果、画像の品質が劣化す
る。従来の他の液晶光弁投影装置は偏光の両軸を用いて
おり、コントラストが低い。更に他の装置は、未変調偏
光を内面反射装置とともに用いて色を種々の原色に分解
する。かかる装置の一例が米国特許第4,687,301 号明細
書に示されている。
ぞれのカラーチャネルは、色分解装置の光学構造を通る
通路長が等しくない。その結果、画像の品質が劣化す
る。従来の他の液晶光弁投影装置は偏光の両軸を用いて
おり、コントラストが低い。更に他の装置は、未変調偏
光を内面反射装置とともに用いて色を種々の原色に分解
する。かかる装置の一例が米国特許第4,687,301 号明細
書に示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の形式の装置
に付随する問題は、フィルタの影響のため、解像度が必
ずしも十分でないということである。本発明は、変調装
置を高い効率で用いることにより、従来に比べて格段に
良質の画像カラー投影を提供することを目的とする。
に付随する問題は、フィルタの影響のため、解像度が必
ずしも十分でないということである。本発明は、変調装
置を高い効率で用いることにより、従来に比べて格段に
良質の画像カラー投影を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明においては、白色
光源を用いて分散素子を照明し、この分散素子はこの光
のスペクトルを角度的に分解して種々の色を種々の角度
で提供する。この角度的に分散した光は、セグメント空
間光変調器の前面に配置された微小凸レンズアレイを照
明する。赤、青及び緑の原色の角度は互いに異なってい
るから、これら原色は、前記微小凸レンズアレイの後ろ
にある相異なる横の位置に集束する。集束した各色スポ
ットが異なる変調素子を照明するように光変調器のアレ
イを配置する。その結果、各微小凸レンズに対するデー
タアドレス付きの３つの変調素子が、並んでいる赤、青
及び緑の画素を提供する。これら要素を、単一の投影レ
ンズによって投影スクリーン上で再結合させ、これら要
素を、分解させるか、または焦点はずれを用いてぼかす
ようにする。
光源を用いて分散素子を照明し、この分散素子はこの光
のスペクトルを角度的に分解して種々の色を種々の角度
で提供する。この角度的に分散した光は、セグメント空
間光変調器の前面に配置された微小凸レンズアレイを照
明する。赤、青及び緑の原色の角度は互いに異なってい
るから、これら原色は、前記微小凸レンズアレイの後ろ
にある相異なる横の位置に集束する。集束した各色スポ
ットが異なる変調素子を照明するように光変調器のアレ
イを配置する。その結果、各微小凸レンズに対するデー
タアドレス付きの３つの変調素子が、並んでいる赤、青
及び緑の画素を提供する。これら要素を、単一の投影レ
ンズによって投影スクリーン上で再結合させ、これら要
素を、分解させるか、または焦点はずれを用いてぼかす
ようにする。
【０００７】
【実施例】図１に示すように、カラー投影装置１０は白
色光源１２を用い、赤、青及び緑のスクペクトルを含む
広い光のスペクトルを有する白色光を投射する。コリメ
ータレンズ１４が白色光源１２とブレーズ格子１６との
間に配置され、図示のように、光源１２からの光を或る
角度でブレーズ格子１６へ導く。ブレーズ格子１６に対
して間隔を置き且つこれと平行に、微小凸レンズアレイ
１８が配置されている。また、空間光変調器アレイ２０
が、微小凸レンズアレイ１８と平行に且つこれから間隔
を置いてブレーズ格子１６から遠い位置に配置されてい
る。投影スクリーン２４と空間光変調器アレイ２０との
間に投影レンズ２２が配置されており、空間光変調器ア
レイに形成された像を投影スクリーン２４上に投影す
る。
色光源１２を用い、赤、青及び緑のスクペクトルを含む
広い光のスペクトルを有する白色光を投射する。コリメ
ータレンズ１４が白色光源１２とブレーズ格子１６との
間に配置され、図示のように、光源１２からの光を或る
角度でブレーズ格子１６へ導く。ブレーズ格子１６に対
して間隔を置き且つこれと平行に、微小凸レンズアレイ
１８が配置されている。また、空間光変調器アレイ２０
が、微小凸レンズアレイ１８と平行に且つこれから間隔
を置いてブレーズ格子１６から遠い位置に配置されてい
る。投影スクリーン２４と空間光変調器アレイ２０との
間に投影レンズ２２が配置されており、空間光変調器ア
レイに形成された像を投影スクリーン２４上に投影す
る。
【０００８】この装置において、原光源はレンズ１４を
通じて像を作り、この像は視準されて或る角度でブレー
ズ格子１６へ導かれる。この位置において、図２に詳細
に示すように、ブレーズ格子１６は作動させられ、例え
ば、参照番号２８、３０及び３２にそれぞれ示すよう
に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のような光スクペ
トルの特定部分を提供する。スペクトルのこれらの部分
が微小凸レンズアレイ１８の個別レンズ２６に到達する
と、これらスペクトル部分は集束され、そして、参照番
号３４、３６及び３８に示すような対応の青、緑及び赤
の画素を有するモジュラアレイとなる。微小凸レンズア
レイ１８は、光が或る角度をもってこれに当たるので、
図示のように、前記スペクトルの部分をアレイ上の対応
の画素となす。換言すれば、スペクトルの赤部分２８は
赤画素３８となり、スペクトルの青部分３２は青画素３
４となり、スペクトルの緑部分３０は緑画素３６とな
る。そこでこの変調器は像を作り、この像は投影レンズ
２２によって投影スクリーン２４上に集束される。この
装置においては、微小凸レンズの各々に対してデータア
ドレス付きの３つの変調要素があり、赤、青及び緑の画
素を並べて提供する。これら要素は単一投影レンズによ
って投影スクリーン上で再結合され、この際、これら要
素は分解して横に並ぶ赤青緑の画素となるか、または、
色が分解されないように焦点はずれ、限界開口もしくは
他の形式のアポダイジングプレート（apodizing plate)
をレンズ口径内に用いてぼかされる。
通じて像を作り、この像は視準されて或る角度でブレー
ズ格子１６へ導かれる。この位置において、図２に詳細
に示すように、ブレーズ格子１６は作動させられ、例え
ば、参照番号２８、３０及び３２にそれぞれ示すよう
に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のような光スクペ
トルの特定部分を提供する。スペクトルのこれらの部分
が微小凸レンズアレイ１８の個別レンズ２６に到達する
と、これらスペクトル部分は集束され、そして、参照番
号３４、３６及び３８に示すような対応の青、緑及び赤
の画素を有するモジュラアレイとなる。微小凸レンズア
レイ１８は、光が或る角度をもってこれに当たるので、
図示のように、前記スペクトルの部分をアレイ上の対応
の画素となす。換言すれば、スペクトルの赤部分２８は
赤画素３８となり、スペクトルの青部分３２は青画素３
４となり、スペクトルの緑部分３０は緑画素３６とな
る。そこでこの変調器は像を作り、この像は投影レンズ
２２によって投影スクリーン２４上に集束される。この
装置においては、微小凸レンズの各々に対してデータア
ドレス付きの３つの変調要素があり、赤、青及び緑の画
素を並べて提供する。これら要素は単一投影レンズによ
って投影スクリーン上で再結合され、この際、これら要
素は分解して横に並ぶ赤青緑の画素となるか、または、
色が分解されないように焦点はずれ、限界開口もしくは
他の形式のアポダイジングプレート（apodizing plate)
をレンズ口径内に用いてぼかされる。
【０００９】３つの色スポットの空中像を提供するため
に集束部材を用いて前記と同じ結果を得るための他の方
法を図３に示す。図において、同様参照番号は前述と同
様の部材を示す。レンズ１４からの光通路の下流には、
図１におけると同じように、ブレーズ格子１６が配置さ
れている。微小凸レンズアレイを用いず、図示のように
集光レンズのアレイを空間光変調器２０の隣に配置す
る。
に集束部材を用いて前記と同じ結果を得るための他の方
法を図３に示す。図において、同様参照番号は前述と同
様の部材を示す。レンズ１４からの光通路の下流には、
図１におけると同じように、ブレーズ格子１６が配置さ
れている。微小凸レンズアレイを用いず、図示のように
集光レンズのアレイを空間光変調器２０の隣に配置す
る。
【００１０】集光レンズアレイ５２とブレーズ格子１６
との間に、集束部材５０がブレーズ格子１６の隣に配置
されている。図示のように、集束部材５０はブレーズ格
子１６からの像を集光レンズアレイ５２上に導いて集束
する。レンズアレイ５２内の各レンズは水平バッフル５
４によって分離されている。集光レンズ５２は、３つの
色スポットの各々からの光を集め（各色スポットに対し
て一つ）、そして、各異なる色を用いて空間光変調器２
０上の異なる領域を照明する。この場合、前述のように
各画素が３つの色要素を有しているのではなく、３つの
像が並んでいる。
との間に、集束部材５０がブレーズ格子１６の隣に配置
されている。図示のように、集束部材５０はブレーズ格
子１６からの像を集光レンズアレイ５２上に導いて集束
する。レンズアレイ５２内の各レンズは水平バッフル５
４によって分離されている。集光レンズ５２は、３つの
色スポットの各々からの光を集め（各色スポットに対し
て一つ）、そして、各異なる色を用いて空間光変調器２
０上の異なる領域を照明する。この場合、前述のように
各画素が３つの色要素を有しているのではなく、３つの
像が並んでいる。
【００１１】ミラーと二色性ビームスプリッタとの組合
わせを用いて３つの像を投影スクリーン上で一緒にす
る。その一例を図に示してある。詳述すると、ミラー５
６を設けて像をミラー５８へ向かって下方へ導く。この
ミラー５８はこの像を導いて複二色性ビームスプリッタ
６０を通過させる。投影レンズ２２について前述したと
同じように、ビームスプリッタ６０から出てきた像を投
影レンズが投影スクリーン６４に集束させる。
わせを用いて３つの像を投影スクリーン上で一緒にす
る。その一例を図に示してある。詳述すると、ミラー５
６を設けて像をミラー５８へ向かって下方へ導く。この
ミラー５８はこの像を導いて複二色性ビームスプリッタ
６０を通過させる。投影レンズ２２について前述したと
同じように、ビームスプリッタ６０から出てきた像を投
影レンズが投影スクリーン６４に集束させる。
【００１２】図４に示す他の実施例においては、白色光
源１２が二色性ミラー７０、７２、７４へ光を投射し、
これらミラーはその像を微小凸レンズアレイ７６及び前
述の空間光変調器に集束させる。二色性ミラーを用いる
と、前述のレンズ及びブレーズ格子の必要がなくなると
いう利点がある。この装置のこの部分の下流にある他の
部材は前述のものと同じであり、説明を省略する。
源１２が二色性ミラー７０、７２、７４へ光を投射し、
これらミラーはその像を微小凸レンズアレイ７６及び前
述の空間光変調器に集束させる。二色性ミラーを用いる
と、前述のレンズ及びブレーズ格子の必要がなくなると
いう利点がある。この装置のこの部分の下流にある他の
部材は前述のものと同じであり、説明を省略する。
【図１】本発明に使用する装置の略図である。
【図２】図１に示す装置の一部の拡大図である。
【図３】本発明の他の実施例において使用する装置の略
図である。
図である。
【図４】本発明に更に他の実施例において使用する装置
の略図である。
の略図である。
１２ 白色光源 １４ コリメータレンズ １６ ブレーズ格子 １８，７６ 微小凸レンズアレイ ２０ 空間光変調器アレイ ２２ 投影レンズ ２４，６４ 投影スクリーン ５０ 光集束部材 ５２ 集光レンズアレイ ５６，５８ ミラー ６０ 二色性ビームスプリッタ ７０，７２，７４ 二色性ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード エイチ ブルース アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94024 ロス アルトス オルフォード アベニュー 1956
Claims (1)
- 【請求項１】 （ａ）光源を設ける工程と、 （ｂ）上記光源から分散素子へ光を導く工程と、 （ｃ）上記素子によって受け取られた光を種々の角度で
種々の色を有する光のスペクトルに分散させる工程と、 （ｄ）上記スペクトルの各カラーバンドを集束する工程
と、 （ｅ）上記分散されたカラーバンドを、上記集束工程中
に受け取られた変調素子上へのカラーバンドに対応する
カラーバンドに変調する工程と、 （ｆ）上記変調された光ビームを再結合して投影スクリ
ーン上に投影する工程と、 を有する画像のカラー投影方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/814153 | 1991-12-30 | ||
| US07/814,153 US5264880A (en) | 1991-12-30 | 1991-12-30 | Method and apparatus for projecting a color image |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05273517A true JPH05273517A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=25214315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4340340A Pending JPH05273517A (ja) | 1991-12-30 | 1992-12-21 | 画像のカラー投影方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5264880A (ja) |
| JP (1) | JPH05273517A (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5548347A (en) * | 1990-12-27 | 1996-08-20 | Philips Electronics North America Corporation | Single panel color projection video display having improved scanning |
| US5758940A (en) * | 1992-03-13 | 1998-06-02 | Hitachi, Ltd. | Liquid crystal Projection display |
| US5537171A (en) * | 1992-03-13 | 1996-07-16 | Hitachi, Ltd. | Liquid crystal projection display |
| GB2268853A (en) * | 1992-07-09 | 1994-01-19 | Secr Defence | Colour television display projection device |
| GB2269697A (en) * | 1992-08-11 | 1994-02-16 | Sharp Kk | Display device |
| US5682265A (en) * | 1994-02-18 | 1997-10-28 | Massachusetts Institute Of Technology | Diffractive microstructures for color separation and fusing |
| US5793600A (en) * | 1994-05-16 | 1998-08-11 | Texas Instruments Incorporated | Method for forming high dielectric capacitor electrode structure and semiconductor memory devices |
| US6392806B2 (en) * | 1994-10-27 | 2002-05-21 | Kopin Corporation | Efficient illumination system for color projection displays |
| US6417967B1 (en) | 1994-10-27 | 2002-07-09 | Massachusetts Institute Of Technology | System and method for efficient illumination in color projection displays |
| US6560018B1 (en) | 1994-10-27 | 2003-05-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Illumination system for transmissive light valve displays |
| US5897190A (en) * | 1995-09-13 | 1999-04-27 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Illumination optical system, projection optical system and display apparatus using the same |
| JPH09284684A (ja) * | 1996-04-17 | 1997-10-31 | Hitachi Ltd | 単板式カラー液晶ディスプレイ装置 |
| EP0841821A3 (en) * | 1996-11-06 | 2000-01-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection apparatus |
| US6288815B1 (en) | 1999-03-31 | 2001-09-11 | Philips Electronics North America Corporation | Light scanner with cylindrical lenses |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3510216A (en) * | 1966-12-27 | 1970-05-05 | Xerox Corp | Projection apparatus |
| US3923389A (en) * | 1968-09-20 | 1975-12-02 | Polaroid Corp | Method and apparatus for projecting a scene |
| BE788891A (fr) * | 1971-09-15 | 1973-01-02 | Siemens Ag | Generateur d'effet lumineux a canaux multiples |
| DE2734581C2 (de) * | 1977-08-01 | 1979-02-15 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Original eines Informationsträgers und Verfahren zum Herstellen des Originals |
| US4687301A (en) * | 1985-07-12 | 1987-08-18 | Hughes Aircraft Company | Full-color projector system with a tricolor-separating prism |
| JP2756514B2 (ja) * | 1988-12-09 | 1998-05-25 | ホシデン・フィリップス・ディスプレイ株式会社 | プロジェクション装置 |
| US5032924A (en) * | 1989-04-10 | 1991-07-16 | Nilford Laboratories, Inc. | System for producing an image from a sequence of pixels |
-
1991
- 1991-12-30 US US07/814,153 patent/US5264880A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-12-21 JP JP4340340A patent/JPH05273517A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5264880A (en) | 1993-11-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011217 |