特開2026-159765IP Force 特許公報全文掲載

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技術分野

画像プロジェクタに関するものであり、特に、空間光変調器を照明するための様々な構成を有する画像プロジェクタに関するものである。

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】 本発明は、空間光変調器（ＳＬＭ）の走査照明を提供するために１つ以上のレーザが使用される画像プロジェクタの様々な態様に関する。
【解決手段】 画像プロジェクタは、空間光変調器（ＳＬＭ）を照明するためのレーザ走査照明装置を用いて、ＳＬＭに隣接するか、又はＳＬＭの共役平面内に、角ビームスプレッダ素子、通常はディフューザ又はマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）が、ＳＬＭ上のレーザ照明の走査の精度への影響を最小限に抑えながら、出口開口部の充填を強化する。また、走査された照明中のＳＬＭの同期ローリングアップデートのための様々なスキーム、及びバイナリ切り替え可能なＳＬＭを用いるシステムも開示される。
【選択図】 図１８

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

発明を、添付の図面を参照して、実施例として本明細書に記載する。
【図1A】 図１Ａ及び１Ｂは、で参照され、それぞれ、先行公開のＷＯ２０１９／１１１２３７（Ａ１）の図９Ａ及び１２Ｂに対応する。
【図1B】 図１Ａ及び１Ｂは、で参照され、それぞれ、先行公開のＷＯ２０１９／１１１２３７（Ａ１）の図９Ａ及び１２Ｂに対応する。
【図2A】 本発明の一実施形態の教示に従って構築され、動作可能である画像プロジェクタの概略図であり、空間光変調器（ＳＬＭ）の前の共役焦点面に角ビームスプレッダを用いる。
【図2B】 本発明の更なる実施形態の教示に従って構築され、動作可能である画像プロジェクタの概略図であり、ＳＬＭの後の共役焦点面に角ビームスプレッダを用いる。
【図3】 本発明の更なる実施形態の教示に従って構築され、動作可能である画像プロジェクタの概略図であり、ＳＬＭに隣接する角ビームスプレッダを用いる。
【図4A】 偏光ビームスプリッタプリズムを用いた図３の構成のコンパクトな実施態様の概略側面図である。
【図4B】 ＳＬＭ以降の光学系を通る複数の光線経路を示す、図４Ａと類似した部分図である。
【図5A】 反射ＳＬＭの表面から反射された入射光の光線経路上にマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）として実装された角ビームスプレッダの効果を表す拡大概略側面図である。
【図5B】 入射照明及び反射照明の全体的な角度エンベロープを示す図５Ａに類似した図である。
【図6A】 図６Ａ～６Ｇは、反射ＳＬＭと隣接したＭＬＡの代替実施態様の概略図であり、ＭＬＡは、それぞれ、隣接した基板の外側上に、隣接した基板の内側上にあり、ピクセル素子ごとに１つのマイクロレンズを有するＳＬＭの表面に直接適用され、各マイクロレンズが２つ以上のピクセル素子と重複するＳＬＭの表面に直接適用され、屈折率不整合接着剤でＳＬＭに接合され、視野レンズと一体化され、負の光パワーで実装される。
【図6B】 図６Ａ～６Ｇは、反射ＳＬＭと隣接したＭＬＡの代替実施態様の概略図であり、ＭＬＡは、それぞれ、隣接した基板の外側上に、隣接した基板の内側上にあり、ピクセル素子ごとに１つのマイクロレンズを有するＳＬＭの表面に直接適用され、各マイクロレンズが２つ以上のピクセル素子と重複するＳＬＭの表面に直接適用され、屈折率不整合接着剤でＳＬＭに接合され、視野レンズと一体化され、負の光パワーで実装される。
【図6C】 図６Ａ～６Ｇは、反射ＳＬＭと隣接したＭＬＡの代替実施態様の概略図であり、ＭＬＡは、それぞれ、隣接した基板の外側上に、隣接した基板の内側上にあり、ピクセル素子ごとに１つのマイクロレンズを有するＳＬＭの表面に直接適用され、各マイクロレンズが２つ以上のピクセル素子と重複するＳＬＭの表面に直接適用され、屈折率不整合接着剤でＳＬＭに接合され、視野レンズと一体化され、負の光パワーで実装される。
【図6D】 図６Ａ～６Ｇは、反射ＳＬＭと隣接したＭＬＡの代替実施態様の概略図であり、ＭＬＡは、それぞれ、隣接した基板の外側上に、隣接した基板の内側上にあり、ピクセル素子ごとに１つのマイクロレンズを有するＳＬＭの表面に直接適用され、各マイクロレンズが２つ以上のピクセル素子と重複するＳＬＭの表面に直接適用され、屈折率不整合接着剤でＳＬＭに接合され、視野レンズと一体化され、負の光パワーで実装される。
【図6E】 図６Ａ～６Ｇは、反射ＳＬＭと隣接したＭＬＡの代替実施態様の概略図であり、ＭＬＡは、それぞれ、隣接した基板の外側上に、隣接した基板の内側上にあり、ピクセル素子ごとに１つのマイクロレンズを有するＳＬＭの表面に直接適用され、各マイクロレンズが２つ以上のピクセル素子と重複するＳＬＭの表面に直接適用され、屈折率不整合接着剤でＳＬＭに接合され、視野レンズと一体化され、負の光パワーで実装される。
【図6F】 図６Ａ～６Ｇは、反射ＳＬＭと隣接したＭＬＡの代替実施態様の概略図であり、ＭＬＡは、それぞれ、隣接した基板の外側上に、隣接した基板の内側上にあり、ピクセル素子ごとに１つのマイクロレンズを有するＳＬＭの表面に直接適用され、各マイクロレンズが２つ以上のピクセル素子と重複するＳＬＭの表面に直接適用され、屈折率不整合接着剤でＳＬＭに接合され、視野レンズと一体化され、負の光パワーで実装される。
【図6G】 図６Ａ～６Ｇは、反射ＳＬＭと隣接したＭＬＡの代替実施態様の概略図であり、ＭＬＡは、それぞれ、隣接した基板の外側上に、隣接した基板の内側上にあり、ピクセル素子ごとに１つのマイクロレンズを有するＳＬＭの表面に直接適用され、各マイクロレンズが２つ以上のピクセル素子と重複するＳＬＭの表面に直接適用され、屈折率不整合接着剤でＳＬＭに接合され、視野レンズと一体化され、負の光パワーで実装される。
【図7】 ＳＬＭの実施態様のより詳細を例示する、図６Ｃと類似した概略図である。
【図8】 図７に類似するが、透過性ＳＬＭを用いた用途を例示する概略図である。
【図9A】 本発明の実施態様による、ＳＬＭピクセル状態のローリングアップデートの進行に続く二次元照明走査パターンを示す概略図である。
【図9B】 作動からの時間の関数としてのＬＣＤピクセルコントラストを例示する概略グラフである。
【図9C】 図９Ａの実施態様のための線形走査方向における照明走査ミラーの角度変位を示す概略グラフである。
【図10A】 図１０Ａ及び１０Ｂは、本発明の双方向走査実施態様による、ＳＬＭピクセル状態のローリングアップデートの進行の２つの段階に続く二次元照明走査パターンを示す概略図である。
【図10B】 図１０Ａ及び１０Ｂは、本発明の双方向走査実施態様による、ＳＬＭピクセル状態のローリングアップデートの進行の２つの段階に続く二次元照明走査パターンを示す概略図である。
【図10C】 図１０Ａ及び１０Ｂの実施態様のための線形走査方向における照明走査ミラーの角度変位を例示する概略グラフである。
【図11A】 図１１Ａ～１１Ｃは、第１の方向での照明走査中に複数ピクセルの更新が実行され、更新なしで逆走査が実行される変形実施態様についての、それぞれ図１０Ａ～１０Ｃと類似した図である。
【図11B】 図１１Ａ～１１Ｃは、第１の方向での照明走査中に複数ピクセルの更新が実行され、更新なしで逆走査が実行される変形実施態様についての、それぞれ図１０Ａ～１０Ｃと類似した図である。
【図11C】 図１１Ａ～１１Ｃは、第１の方向での照明走査中に複数ピクセルの更新が実行され、更新なしで逆走査が実行される変形実施態様についての、それぞれ図１０Ａ～１０Ｃと類似した図である。
【図12A】 図１２Ａ～１２Ｄは、図１１Ａ及び１１Ｂと同様の図であり、２つの別々の半分で更新されたＳＬＭの４つの連続した動作段階を示す。
【図12B】 図１２Ａ～１２Ｄは、図１１Ａ及び１１Ｂと同様の図であり、２つの別々の半分で更新されたＳＬＭの４つの連続した動作段階を示す。
【図12C】 図１２Ａ～１２Ｄは、図１１Ａ及び１１Ｂと同様の図であり、２つの別々の半分で更新されたＳＬＭの４つの連続した動作段階を示す。
【図12D】 図１２Ａ～１２Ｄは、図１１Ａ及び１１Ｂと同様の図であり、２つの別々の半分で更新されたＳＬＭの４つの連続した動作段階を示す。
【図13A】 本発明の態様による、データロード、作動、ピクセルのコントラスト応答、照明、及び逆作動の所与のピクセル素子の時間関係を例示する概略グラフである。
【図13B】 図１３Ａのシーケンスを達成するためのＳＬＭにわたるピクセル素子のローリングアップデート、走査照明、及びリセットの概略図である。
【図13C】 代替の簡略化された実施態様を例示する、図１３Ｂに類似した図である。
【図14A】 走査照明装置によって達成可能な、ピクセルの列に沿って出力された所望のピクセル画像及び対応する照明パターンの概略図である。
【図14B】 所望のピクセル画像出力を達成するための本発明の一態様によるピクセル活性化パターンの概略図であり、ＳＬＭは、特定の領域において選択的に作動され、他の領域において非作動にされる（又はゼロ信号で作動される）。
【図14C】 図１４Ａの照明パターンを図１４Ｂのピクセル作動パターンと組み合わせることによって生成される、対応画像出力の例である。
【図15A】 並列関係で各ＲＧＢ色の２つのビームを有する複数のビームレーザ走査アレイの概略図である。
【図15B】 所与の色の２つのレーザ間のバランスを変更することによって達成され得る光学強度の全体的な分布を例示する。
【図15C】 効果を使用して、照明走査パターンにおける線形走査への改善された近似を提供することができる方法を例示する。
【図16】 本発明の更なる態様による出力画像を生成するための走査された照明装置及びＳＬＭ作動を駆動するための２つの並列画像処理プロセスの寄与を例示する流れ図である。
【図17A】 図１７Ａ及び１７Ｂは、それぞれ、レーザスキャナだけで達成することができ、バイナリモードでのＳＬＭの動作によって強化されることができるピクセルの行に沿った距離での画像出力強度の変化を例示する。
【図17B】 図１７Ａ及び１７Ｂは、それぞれ、レーザスキャナだけで達成することができ、バイナリモードでのＳＬＭの動作によって強化されることができるピクセルの行に沿った距離での画像出力強度の変化を例示する。
【図17C】 図１７Ｃ及び１７Ｄは、それぞれ図１７Ａ及び１７Ｂと類似した図であり、走査された照明パターンを広げる効果を示す。
【図17D】 図１７Ｃ及び１７Ｄは、それぞれ図１７Ａ及び１７Ｂと類似した図であり、走査された照明パターンを広げる効果を示す。
【図18】 プロセスを例示し、入力デジタル画像、対応するレーザ照明画像、及びレーザ照明画像がＳＬＭによって変調されたときの出力を示す。
【図19A】 ＳＬＭマトリックスを横切って走査する異なる色の空間的変化を示す概略グラフである（マトリックスは、走査ごとに異なるプロファイルに設定される）。
【図19B】 図９Ａと類似した概略図であり、ローリング作動を伴う二次元走査の適用を例示し、ここで、ピクセル値が対応する色について適切なバイナリ画像で同期的に更新される一方、レーザは、異なる色を有する別々の線を同時に走査する。
【図19C】 図１９Ｃ及び１９Ｄは、図１８のものと類似したカラー画像のレーザ照明の例を示し、それぞれ、バイナリＳＬＭピクセルマトリックスによる変調がある場合、及びない場合が示されている。
【図19D】 図１９Ｃ及び１９Ｄは、図１８のものと類似したカラー画像のレーザ照明の例を示し、それぞれ、バイナリＳＬＭピクセルマトリックスによる変調がある場合、及びない場合が示されている。
【図20A】 図２０Ａ及び２０Ｂは、バイナリ切り替え可能なピクセルアレイを使用してピクセル解像度の見かけ上のグレースケールの画像変化を達成するための異なるＳＬＭピクセル作動パターンを有する連続走査の使用を示し、図２０Ａは、３つの連続走査のピクセルパターンを例示し、図２０Ｂは、全体的な知覚画像強度を示す。
【図20B】 図２０Ａ及び２０Ｂは、バイナリ切り替え可能なピクセルアレイを使用してピクセル解像度の見かけ上のグレースケールの画像変化を達成するための異なるＳＬＭピクセル作動パターンを有する連続走査の使用を示し、図２０Ａは、３つの連続走査のピクセルパターンを例示し、図２０Ｂは、全体的な知覚画像強度を示す。
【図20C】 図２０Ｃ及び２０Ｄは、それぞれ、図２０Ａ及び２０Ｂと類似した図であり、連続する２回の走査のみで図２０Ｂと類似した結果を達成するために、異なるピクセル作動パターン及び異なる照明強度の組み合わせが使用される。
【図20D】 図２０Ｃ及び２０Ｄは、それぞれ、図２０Ａ及び２０Ｂと類似した図であり、連続する２回の走査のみで図２０Ｂと類似した結果を達成するために、異なるピクセル作動パターン及び異なる照明強度の組み合わせが使用される。

選択図 図18出願人が指定した本件の代表的な図

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