JPH11231278A - 投写型ディスプレイ - Google Patents
投写型ディスプレイInfo
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- JPH11231278A JPH11231278A JP10186900A JP18690098A JPH11231278A JP H11231278 A JPH11231278 A JP H11231278A JP 10186900 A JP10186900 A JP 10186900A JP 18690098 A JP18690098 A JP 18690098A JP H11231278 A JPH11231278 A JP H11231278A
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- H04N9/3141—Constructional details thereof
- H04N9/315—Modulator illumination systems
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- G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
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- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
プレイを提供する。 【解決手段】本発明の一実施例によれば、比較的純粋な
赤、緑および青の光源から始めることにより、小型軽量
でエネルギー効率の高い投写型ディスプレイが提供され
る。有色光源の出力ビームが、少なくとも1つの空間光
変調器によって受け取られる。変調された出力ビーム
は、平行にされ組み合わされる。平行にされ組み合わさ
れた出力ビームは、投写レンズによって受け取られ、投
写スクリーンに向けられる。上記のものはすべてハウジ
ングに収容される。
Description
分野を対象とする。詳細には、本発明は、背面投写型フ
ラット・パネル・ディスプレイの製造に関する。
T)、フラット・パネル・ディスプレイおよび投写型デ
ィスプレイの3つに分類することができる。現在、CR
Tディスプレイは、画像対角線の大きさが1〜40イン
チのものがある。そのようなディスプレイは、良好な画
像品質を有し、低いコストで製造することができる。デ
ィスプレイの形状は、高解像度グラフィック・ディスプ
レイの場合、画像対角線の大きさを超える奥行きを必要
とする。特に20インチを超えるサイズでは、大気圧に
耐えるようにガラス壁面を厚くしなければならないた
め、ディスプレイが大きくて扱いにくくなる。画像対角
線の共通の長さが14〜17インチのデスクトップ・モ
ニタ市場では、CRTが一般的である。
の可搬用途に使用されている。フラット・パネル・ディ
スプレイは、薄くて軽いが、CRTよりも画像品質が劣
る。現在、このディスプレイの大多数は、2〜12イン
チの画像対角線の大きさを必要とする用途に使用されて
いる。フラット・パネル・ディスプレイは、CRTより
も製造するのにコストがかかる。
必要とするディスプレイの用途では、前面または背面投
写型のディスプレイが優勢となっている。この両方の技
術は、赤、緑および青(RGB)の3つの小さな高輝度
単色CRTを使用する方法と、空間光変調器によってカ
ラー画像を作成する方法の2つの方法のいずれかにより
画像を作成することができる。このような投写システム
は、画像輝度が低く、製造するのにコストがかかる。
0インチの画像対角線の大きさに縮小するのは経済的で
はない。光バルブのコストは、駆動回路によって左右さ
れる。たとえば、XGAディスプレイ(768×102
4×3)の駆動回路は、画面サイズに関係なく約120
ドルである。5000ルーメンの光束を生成することが
できる70Wの金属ハロゲン化物アークランプと、それ
に対応する電源、安定器および熱再発弧機能が必要であ
る。全体的なコストは、OEM17インチCRTのコス
トに比べて極端に高く、魅力がない。
エネルギー効率の高い投写型ディスプレイを提供するこ
とを目的とする。
び青の光源から始めることにより、小型軽量でエネルギ
ー効率の高い投写型ディスプレイを作成することができ
る。有色光源の出力ビームが、少なくとも1つの空間光
変調器によって受け取られる。変調された出力ビーム
は、平行にされ組み合わせられる。平行にされ組み合わ
された出力ビームは、投写レンズによって受け取られ、
投写スクリーンに向けられる。前述のものがすべてハウ
ジングに収容され、小型で軽量な投写型ディスプレイを
提供することができる。
通常1cm2のCMOS ICから成る空間光変調器に基
づく、軽量で小型の投写型ディスプレイである。液晶材
料を透過される光は、ICの局部的表面電圧に対する偏
光面の関数として回転する。個別の3つのLEDから
赤、緑または青の光の連続フラッシュをLC/ICセル
に照射することにより、ICの表面電圧のカラー連続イ
メージができる。
れる。すべての表示情報は、1本または何本かの高速入
出力線でICに送られる。ICとLCDの組合せは、低
いコストと高い性能という点で反射型アクティブ・マト
リクス液晶ディスプレイ(AMLCD)光バルブと同等
である。たとえば、AMLCD光バルブの透過設計で
は、金属線とトランジスタの陰により光の60%が遮ら
れる。それと対照的に、反射型セルは、主にIC表面を
覆うアルミニウム・パッドによる反射損失がわずか20
%と推定される。また、白色光源の代わりに連続ストロ
ーブRGB光源を使用することにより、カラー・フィル
タの75%以上の光損失がなくなる。
利用する背面投写型ディスプレイは、光学的に高い効率
を得ることができる。
テムと本発明のLED設計の光学的効率を示す。スクリ
ーンの前面から出るフラックスφexitは、次のように定
義される。
布の輝度である。角度分布をランベルト分布よりも小さ
くすることによりスクリーンの利得gを1.5にする
と、既存の光束は、次の式で表される。
00cd/m2である。17インチのモニタは、25×
30cm2すなわちA=0.075m2の画像面積を有す
る。デスクトップ・モニタは、それに相当するサイズの
テレビ受像器よりも小さな視角でもよいため、スクリー
ン利得をg=2に選択することができる。このように仮
定した場合、出口光束はφexit=12 lmとなる。光
学系全体の効率が10%ならば、φsource=120 l
mの光源の光束が必要になる。この光束を、次のような
3つの光源すべてに分散することができる。
3つの発光ダイオード121、122、123を含む投写
型ディスプレイの好ましい実施形態を示す。それぞれの
光ビームは、コリメータ141、142、143によって
受け取られる。平行にされた光ビームはそれぞれ、偏光
ビーム・スプリッタ161,162、163を通過する。こ
のスプリット・ビームは、M×Nの画素を有する空間光
変調器18によって変調される。空間光変調器18は、
ディスプレイ・ドライバ20によって制御される。投写
レンズ22は、変調されたビームを受け取り、それをハ
ウジング26の前面にある投写スクリーン24に向け
る。3つの光源に接続されたシーケンス制御装置28
が、赤、緑および青の光ビームを制御する。空間変調器
と3つの光源は、電源(図示せず)に接続される。
合せると10〜1000 lmの光束となる。光束の比
率は、およそ緑色光65%、赤色光25%および青色光
10%であることが好ましい。
み式の鏡を含み、赤、緑および青の光ビームを受け取
り、赤、緑および青の光ビームを折り返すことができ
る。折りたたみ式の鏡により、ハウジングを小型にする
ことができる。
レームが連続する。
す。平行なカラー・サブフレームを可能にするために、
それぞれの光ビームごとに3つの空間変調器181、1
82および183を有する。この実施形態において、カラ
ー・サブフレームは平行である。
す。図1に示した多数の発光ダイオードを、単一の光源
12と置き換える。単一の光源は、赤、緑および青の光
を放射する単一基板上の発光ダイオードを含む。図1と
図2に示した実施形態と対照的に、このシステムには光
経路が1つしかない。
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
も1つの発光ダイオード(121、122、123)と、
光源に光学的に接続され平行な光ビームを生成するコリ
メータ(141、142、143)と、該コリメータに光
学的に接続され、スプリット・ビームを生成するビーム
・スプリッタ(161、162、163)と、をそれぞれ
が有する赤、緑および青の光ユニットと、M×Nの画素
を有し、前記赤、緑および青の光ユニットのビーム・ス
プリッタと光学的に接続された空間光変調器(18)
と、前記空間光変調器に光学的に接続され、前記赤、緑
および青の光ビームを収束するように働く投写レンズ
(22)と、前記投写レンズに光学的に接続された投写
スクリーン(21)と、前記空間光変調器に接続され、
カラー・サブフレームを生成するように働くドライブ回
路(28、20)と、前記空間変調器と、前記赤、緑お
よび青の光ユニットとに接続された電源と、前記赤、緑
および青の光ユニット、前記空間光変調器、前記投写レ
ンズ、前記投写スクリーン、前記制御回路および前記電
源を収容するハウジングと、を備えて成る投写型ディス
プレイ(10)。
いずれも、N個( N≦10)の発光ダイオード・チッ
プのアレイであり、該アレイの直径が3mm以下である
ことを特徴とする実施態様1に記載の投写型ディスプレ
イ。
いずれも、前記発光ダイオードのアレイを取り囲む反射
器と、前記発光ダイオードのアレイからの光を受け取
り、該光を3ステラジアン以下の立体角にあらかじめ平
行にするよう働く液浸レンズと、をさらに備えて成るこ
とを特徴とする実施態様2に記載の投写型ディスプレ
イ。
が、直径5mm未満のみかけ上の光源サイズを持つこと
を特徴とする実施態様3に記載の投写型ディスプレイ。
いずれも、前記発光ダイオードを取り囲む反射器と、前
記発光ダイオードからの光を受け取り、該光を3ステラ
ジアン以下の立体角にあらかじめ平行にするよう働く液
浸レンズと、をさらに備えて成ることを特徴とする実施
態様1に記載の投写型ディスプレイ。
後、直径5mm未満のみかけ上の光源サイズを有するこ
とを特徴とする実施態様5に記載の投写型ディスプレ
イ。
が、およその比で緑色65%、赤色25%および青色1
0%の、10〜1000 lmの組み合わせ光束を有す
ることを特徴とする実施態様1に記載の投写型ディスプ
レイ。
イオードがレーザーであることを特徴とする実施態様2
に記載の投写型ディスプレイ。
ビームを放射する周波数2倍のNd:YAGレーザーで
あることを特徴とする実施態様8に記載の投写型ディス
プレイ。
ームを受け取り、該赤、緑および青の光ビームを折り返
すよう働く少なくとも2つの鏡を有することを特徴とす
る実施態様1に記載の投写型ディスプレイ。
ームのうちの1つをそれぞれが受け取る3つの空間光変
調器をさらに有し、前記駆動回路が、カラー・サブフレ
ームを平行に生成することを特徴とする実施態様1に記
載の投写型ディスプレイ。
ー・サブフレームを連続して生成することを特徴とする
実施態様1に記載の投写型ディスプレイ。
り替えることのできる少なくとも1つの赤、緑および青
の光源(121、122、123)と、前記赤、緑および
青の光源に光学的に接続され、赤、緑および青の平行な
ビームを生成するコリメータ(14)と、を有する光ユ
ニットと、前記平行な赤、緑および青のビームを受け取
り、赤、緑および青のスプリット・ビームを出力するよ
う働くビーム・スプリッタ(16)と、M×Nの画素を
有し、前記ビーム・スプリッタに光学的に接続された空
間光変調器(18)と、前記空間光変調器に光学的に接
続され、前記赤、緑および青のビームを収束するよう働
く投写レンズ(22)と、前記空間光変調器に接続さ
れ、カラー・サブフレームを生成するよう働く駆動回路
(20)と、前記空間光変調器と前記光ユニットとに接
続された電源と、前記光ユニット、前記空間光変調器、
前記投写レンズ、前記投写スクリーン、前記制御回路お
よび前記電源を収容するハウジングと、を備えて成る投
写型ディスプレイ。
25%、緑色光60%および青色光15%からなる白色
光を生成することを特徴とする実施態様13に記載の投
写型ディスプレイ。
がN個(N<10)の発光ダイオードの単一アレイであ
り、該アレイの直径が3mm以下であることを特徴とす
る実施態様13に記載の投写型ディスプレイ。
が、前記発光ダイオードのアレイを取り囲む反射器と、
前記発光ダイオードのアレイからの光を受け取り、該光
を3ステラジアン以下の立体角にあらかじめ平行にする
よう働く液浸レンズと、をさらに備えて成ることを特徴
とする実施態様15に記載の投写型ディスプレイ。
イは、拡大後に、直径が5mm未満の見かけの光源サイ
ズを有することを特徴とする実施態様16に記載の投写
型ディスプレイ。
が、およその比で緑色光65%、赤色光25%および青
色光10%である、10〜1000 lmの組み合わせ
光束を有することを特徴とする実施態様13に記載の投
写型ディスプレイ。
ー・サブフレームを連続して生成することを特徴とする
実施態様13に記載の投写型ディスプレイ。
とにより、小型軽量でエネルギー効率の高い投写型ディ
スプレイを提供することができる。
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】光ビームを放射する少なくとも1つの発光
ダイオードと、光源に光学的に接続され平行な光ビーム
を生成するコリメータと、該コリメータに光学的に接続
され、スプリット・ビームを生成するビーム・スプリッ
タと、をそれぞれが有する赤、緑および青の光ユニット
と、 M×Nの画素を有し、前記赤、緑および青の光ユニット
のビーム・スプリッタと光学的に接続された空間光変調
器と、 前記空間光変調器に光学的に接続され、前記赤、緑およ
び青の光ビームを収束するように働く投写レンズと、 前記投写レンズに光学的に接続された投写スクリーン
と、 前記空間光変調器に接続され、カラー・サブフレームを
生成するように働くドライブ回路と、 前記空間変調器と、前記赤、緑および青の光ユニットと
に接続された電源と、 前記赤、緑および青の光ユニット、前記空間光変調器、
前記投写レンズ、前記投写スクリーン、前記制御回路お
よび前記電源を収容するハウジングと、 を備えて成る投写型ディスプレイ。
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