JP2015528124A - 投射器光学素子 - Google Patents
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Abstract
Description
光源、光学系およびマイクロディスプレイを有し、それによって光学系はスクリーンに像を投影するための投射レンズを含む投射器が公知である。
この発明は、いくつかの実施の形態において、明るい画素の輝度の低減がないかまたは制限された状態で、黒レベルを大きく低減するための方法、装置およびソフトウェア、つまり手段を与えるという利点を有する。
投射器光学系は、平均画像レベルに従って光源の有効エタンデュを変動させるよう、および光パワーを変動する円錐角内に閉じ込めておくようにされ、それによって、結像系において、投射器エタンデュは光源の有効エタンデュに一致させられ、有効光源エタンデュおよび投射器エタンデュは、制御ユニットによって制御され、平均画像レベルに適合される。
第1の照射系
散光器素子のような、光源エタンデュを増大させるための手段
散光器素子のような光源エタンデュを増大させるための手段上の光スポットからの光を捕捉し、光を均質化し、光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上の照射は、すべての領域に対してほとんど等しくなり、それを光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上に結像する第2の照射系
スクリーン上に光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器の実像を形成するための結像系
制御ユニット、および
結像系の限界開口において制御ユニットによって制御される虹彩絞りのような制御可能な開口を含み、制御可能な開口は光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器の黒色状態から迷光を遮断するようにされ、
投射器光学系は、平均画像レベルに従って光源の有効エタンデュを変動させるよう、および光パワーを変動する円錐角内に閉じ込めておくようにされ、それによって、結像系において、投射器エタンデュは光源の有効エタンデュに一致させられ、有効光源エタンデュおよび投射器エタンデュは、制御ユニットによって制御され、平均画像レベルに適合される。
第1の照射系
散光器素子のような、光源エタンデュを増大させるための手段
散光器素子のような光源エタンデュを増大させるための手段上の光スポットからの光を捕捉し、光を均質化し、光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上の照射は、すべての領域に対してほとんど等しくなり、それを光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上に結像する第2の照射系
スクリーン上に光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器の実像を形成するための結像系、および
結像系の限界開口における虹彩絞りのような制御可能な開口を含み、制御可能な開口は光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器の黒色状態から迷光を遮断するようにされ、コントローラは、平均画像レベルに従って光源の有効エタンデュを変動させるよう、および光パワーを変動する円錐角内に閉じ込めておくようにされ、それによって、結像系において、投射器エタンデュは光源の有効エタンデュに一致させられ、有効光源エタンデュおよび投射器エタンデュは、制御ユニットによって制御され、平均画像レベルに適合される。
平均画像レベルに従って光源の有効エタンデュを変動させ、光パワーを変動する円錐角内に閉じ込めておくようにし、結像系において、投射器エタンデュを光源の有効エタンデュに一致させるステップを含み、有効光源エタンデュおよび投射器エタンデュは、平均画像レベルに適合される。
第1の照射系
散光器素子のような、光源エタンデュを増大させるための手段
散光器素子のような光源エタンデュを増大させるための手段上の光スポットからの光を捕捉し、光を均質化し、光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上の照射は、すべての領域に対してほとんど等しくなり、それを光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上に結像する第2の照射系
スクリーン上に光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器の実像を形成するための結像系
制御ユニット、および
結像系の限界開口において制御ユニットによって制御される虹彩絞りのような制御可能な開口を含み、制御可能な開口は光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器の黒色状態から迷光を遮断するようにされ、方法は、
平均画像レベルに従って光源の有効エタンデュを変動させ、光パワーを変動する円錐角内に閉じ込めておくようにし、結像系において、投射器エタンデュを光源の有効エタンデュに一致させるステップを含み、有効光源エタンデュおよび投射器エタンデュは、平均画像レベルに適合される。
平均画像レベルに従って光源の有効エタンデュを変動させるよう、および光パワーを変動する円錐角内に閉じ込めておくようにされ、それによって、結像系において、投射器エタンデュは光源の有効エタンデュに一致させられ、有効光源エタンデュおよび投射器エタンデュは制御ユニットによって制御され、平均画像レベルに適合される。
第1の照射系
散光器素子のような、光源エタンデュを増大させるための手段
散光器素子のような光源エタンデュを増大させるための手段上の光スポットからの光を捕捉し、光を均質化し、光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上の照射は、すべての領域に対してほとんど等しくなり、それを光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上に結像する第2の照射系
スクリーン上に光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器の実像を形成するための結像系
制御ユニット、および
結像系の限界開口において制御ユニットによって制御される虹彩絞りのような制御可能な開口を含み得、制御可能な開口は光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器の黒色状態から迷光を遮断するようにされ、ソフトウェアはこれらの素子を制御して:
平均画像レベルに従って光源の有効エタンデュを変動させ、光パワーを変動する円錐角内に閉じ込めておくようにし、結像系において、投射器エタンデュを光源の有効エタンデュに一致させるようにされ、有効光源エタンデュおよび投射器エタンデュは、平均画像レベルに適合される。
平均画像レベル
映像信号の平均画像レベルは、全白信号レベルの百分率として表現された輝度レベルの時間平均として定義される[35]。
人間の視覚の周知のある現象は、約10桁(約10−5cd/m2から10+5cd/m2)というその莫大な動的範囲であるが、輝度変動の約2桁のみしか同時に知覚可能でない。輝度の動的範囲は3つの範囲に分割される:錐体のみが活動状態の範囲(明所視(105〜1cd/m2))、錐体および桿体の両方が活動状態の範囲(中間順応視(1〜10−3cd/m2))、ならびに桿体のみが活動状態の範囲(暗所視(10−3〜10−5cd/m2))。人間の視覚系の時間的特性、空間的特性および色知覚特性は、これらの3つの輝度領域では異なる。周辺光のレベルへの順応は感度の範囲を調整するのに必要である[33]。
コントラスト比は、CRで示され、比CR=Lo/Lbである。変調深度は、Mで示され、比
コントラスト比は異なる方法に従って測定することが可能である。[30]、[31]および[32]。ANSIコントラストは、CRANSIで示され、16の等しい黒い矩形および白い矩形のチェス盤像を用いる。全オン/全オフコントラスト比は、CRon−offで示され、全白輝度Lmax対全黒輝度Lmin比である。CRANSIは、150:1から300:1の典型的な値を有する。CRon−offは、マイクロディスプレイ技術に依って、2000:1と10,000:1との間の典型的な値を有する。
投射器および光源の周知の特性はそれらのエタンデュである。これは純粋な幾何学的な量であり、それは、投射器の結像光学素子の集光能力におよび光源の光線束の程度に対する尺度である。
投射器の結像光学素子のエタンデュは、εPで示され、以下のように定義され:
241.9mm2の表面を伴うマイクロディスプレイ(対角線0.94インチおよびアスペクト比b:h=16:9、bは幅であり、hは高さである)は、24°の開口角を伴う投射レンズとの組合せにおいて、30mm2srのエタンデュを有する。典型的な投写型ディスプレイのエタンデュは約11〜50mm2srの間にある。
調整可能な開口が投射レンズの限界開口において位置決めされると、投射レンズの開口数およびエタンデュは低減されることが可能であり、ここでは有効投射器エタンデュと称され、εPeffと示される。限界開口の最大直径では、投射器エタンデュはεPmaxである。開口が次いで完全に閉じられると、投射器エタンデュは0である:0<εPeff<εPmax。
光源エタンデュはεPeffとして示される。光源が平坦な表面ALを有し、光の放射が半分の角度φを伴う円錐であるとき、εL=n2・π・sin2φ・ALである。
光源の固有のエタンデュは、εLintとして示され、光源の(ほとんど)すべての光パワーを含む、光源の可能な限り小さなエタンデュとして示される。この固有のエタンデュは、放射源の表面および放射源の角度のある放射特性に依存する。いかなる実用的な光学部品も、光源とこの光学部品との組合せのエタンデュを増大させる。
現状技術のショートアークUHPランプ(特殊なタイプの高輝度放電ランプ)であって、アークの中心が放物面反射器または楕円形反射器の焦点にあるランプから、エタンデュεPeffを伴う投射系によって集められる光は、参考文献[3]において、
現状技術の高輝度LEDの光放射表面は、ほとんど完全拡散である角度のある放射パターンを伴う平面の矩形の表面である。例はOsramの赤色LE A P3W、緑色LE T P3W、および青色LE B P3Wの高輝度LED、およびLuminus DevicesのPT120型高輝度LEDである。
投写型ディスプレイに対するRGBレーザは開発中である。参考文献[14]、[15]、[17]、[18] および[19]では、投写型ディスプレイに対するこれらの光源の特性が論じられる。これらの光源に対して、εLint<<εPmaxである。
放射表面が高さDxおよび幅Dyを伴う矩形形状を有すると仮定される場合、遠距離場における距離dにおけるフラウンホーファー回折パターンは:
次いで、xおよびy軸上に1/e2の値を有する相対強度は、以下の引数と対応する:
放射表面は:Dx・Dy=2.562/μm2である。
そして、屈折率n=1に対しては、εLint=0.597μm2srである。
1つ以上の変換蛍光体の励起によってInGaN LEDからの青色光または近紫外線光をより長い波長光に変換する技術は、現状技術の白色光LEDおよび蛍光体変換される緑色光LEDのため、周知である。黄色発光のために広く適用される蛍光体は、たとえば、光学的活性元素Ce3+でドープされたホスト材料としての、Y3Al5O12(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)である。参考文献[8]、[9]179〜190頁、および[10]。図7は蛍光体変換されるLEDを示す[参考文献11を参照]。
光源から発せられるすべての光をマイクロディスプレイおよび投射レンズの光学系によって幾何学的に集光することが可能であるのは、εLeff≦εPeffである場合である。いくつかの光源はεLint<<εLeff<εPmaxを有する。これらの場合では、光源の有効エタンデュは、幾何学的な損失なくεLintからεPeffに増大させることが可能である。εPeffを越える光源エタンデュの増大は幾何学的な光損失を結果として生じ、なぜならば、発光の一部はマイクロディスプレイ開口および投射レンズによって集光されないからである。図10は有効な光源および投射器エタンデュを示し、陰をつけた部分では幾何学的な損失はない。
光源エタンデュを減少させるための手段、たとえば開口によって、光源の固有のエタンデュを減少させることも可能である。この場合、光線の一部が開口によって遮断されるので、幾何学的な損失は光学的パワーの移送を低減する。
光源エタンデュを固有の光源エタンデュより低い値に減少させることは、常に幾何学的な光損失を結果として生じ、したがって、光源から結像光学素子へのパワー移送を減じる。
ショートアークランプまたはLEDのような相対的に大きなエタンデュの光源が用いられる実用的な情況を考える。既に説明されたように、光源エタンデュの増大は、この情況では無意味である。一方、有効投射器エタンデュを減少させることと組合せて有効光源エタンデュを減少させることは、コントラスト比を増大させる。
スペックルノイズは、とりわけ、高い度合いの空間的および時間的コヒーレンスを伴う光源を用いる投写型ディスプレイにおいて遭遇する現象である。それは、最小限にされなければならない、望ましくないランダムノイズパターンである。スペックルノイズの量は、スペックルコントラストと称され、ここではCRSとして示される、測定されたノイズパターンの平均値対測定されたノイズパターンの標準偏差の比として定義される。
以下に、実施の形態が詳細に言及され、それらの例を図面に示す。
この発明の実施の形態に従う投射器光学素子系は、以下を含む:
例示的な0.6μm2srとして実質的に低いエタンデュを伴うレーザ(1)のような光源。光源は制御ユニット8によって制御することが可能であり、たとえばレーザなどの光源の光学的パワー出力である。
a)それは、散光器上の光スポットからの光を捕捉し、マイクロミラーデバイス(MMD)のような光弁またはマイクロディスプレイ(5)のような空間光変調器上にそれを結像する。
εLeff(w)=εPeff(w)=f(w)。f(w)はw∈[0,1]に対して規定され、f(1)=εPmax=εLeffmaxおよびf(0)=εPmin=εLeffminである。
例示的な0.6μm2srとして実質的に低いエタンデュを伴うレーザ(1)のような光源。光源は制御ユニット8によって制御することが可能であり、たとえばレーザなどの光源の光学的パワー出力である。
第1の照射系は散光器素子上に頂冠照射濃度関数を形成するためにビーム成形素子を含み得る。
a)それは、散光器素子上の光スポットからの光を捕捉し、マイクロミラーデバイス(MMD)のような光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上にそれを結像する。
図20は、散光器上の変動するレーザ照射スポットをマイクロディスプレイ上の変動する最大照射円錐角に変換する実施の形態を示す。
第1の照射系
光源エタンデュを増大させるための散光器素子または他の手段
散光器素子のような光源エタンデュを増大させるための手段上の光スポットからの光を捕捉し、光を均質化し、光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上の照射は、すべての領域に対してほとんど等しくなり、それを光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上に結像する第2の照射系
スクリーン上に光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器の実像を形成するための結像系
制御ユニット、および
結像系の限界開口において制御ユニットによって制御される虹彩絞りのような制御可能な開口を含むことが可能であり、制御可能な開口は光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器の黒色状態から迷光を遮断するようにされる。ソフトウェアは、平均画像レベルに従って光源の有効エタンデュを変動させ、光パワーを変動する円錐角内に閉じ込めておくようにし、結像系において、投射器エタンデュを光源の有効エタンデュに一致させるようにされ、有効光源エタンデュおよび投射器エタンデュは、平均画像レベルに適合される。
Claims (61)
- 平均画像レベルを有する画像を投影するための、および実質的に低い固有のエタンデュを有する光源を伴う使用のための投射器光学系であって、スクリーン上に光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器の実像を形成するための結像系と、制御ユニットとを含み、
前記投射器光学系は、平均画像レベルに従って前記光源の有効エタンデュを変動させるよう、および光パワーを変動する円錐角内に閉じ込めておくようにされ、それによって、前記結像系において、投射器エタンデュは前記光源の前記有効エタンデュに一致させられ、前記有効光源エタンデュおよび前記投射器エタンデュは、前記制御ユニットによって制御され、前記平均画像レベルに適合される、投射器光学系。 - 第1の照射系と、
前記光源エタンデュを増大させるための手段と、
前記光源エタンデュを増大させるための手段上の光スポットからの光を捕捉し、前記光を均質化し、光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上の照射は、すべての領域に対してほとんど等しくなり、それを前記空間光変調器上に結像する第2の照射系と、
前記結像系の限界開口において前記制御ユニットによって制御される制御可能な開口とをさらに含み、前記制御可能な開口は前記空間光変調器の黒色状態から迷光を遮断するようにされる、請求項1に記載の投射器光学系。 - 前記光は選択肢的に0.6μm2srのエタンデュを伴うレーザである、請求項1または2に記載の投射器光学系。
- 前記第1の照射系は、前記光源からの光を、前記光源エタンデュを増大させるための手段の照射された位置にもたらす、請求項2または3に記載の投射器光学系。
- 前記光源エタンデュを増大させるための手段は散光器素子である、請求項2〜4のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記散光器素子は、静止、移動、または回転している、請求項5に記載の投射器光学系。
- 前記散光器素子が移動式であるとき、レーザ光束の入射パワーの分布は或る領域に亘って広げられる、請求項6に記載の投射器光学系。
- 前記散光器素子は透過型または反射型である、請求項5〜7のいずれかに記載の投射器光学系。
- 拡散層が透過性基板上に取付けられるかもしくは配置され、または、拡散層が反射性基板上に取付けられるかもしくは配置される、請求項8に記載の投射器光学系。
- 反射性基板上の移動式の前記散光器素子に対して、ヒートシンクが前記基板の後側に設けられる、請求項7〜9のいずれかに記載の投射器光学系。
- 反射性基板上の静止式の前記散光器素子に対して、ヒートシンクが前記基板およびオプションのヒートパイプの後側に設けられ得る、請求項7〜9のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記散光器素子は、厚みのある散光器、表面散光器、またはホログラフィの光学素子に基づく散光器である、請求項5〜12のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記第1の照射系は、前記エタンデュを増大させるための手段上の入射光のパワー密度を下げるためにビーム拡大器を含む、請求項2〜13のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記第1の照射系は、前記エタンデュを増大させるための手段上に頂冠照射濃度関数を形成するためにビーム成形素子を含む、請求項2〜14のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記散光器素子は、異なる散乱半円錐角が前記散光器素子上の光束の位置に依存する状態で、変動する強度を有する、請求項5〜15のいずれかに記載の投射器光学系。
- 回転する散光器の場合、前記変動する強度の特性は回転に垂直な方向に従って変動する、請求項16に記載の投射器光学系。
- 前記第2の照射系は、前記散光器の位置からの変動する最大散乱角の特性を、前記空間光変調器上の変動する最大照射円錐角としても維持し、前記散光器素子における最大拡散角度が低い場合には、前記空間光変調器上の前記最大照射円錐角も低く、前記散光器素子における前記最大拡散角度が高い場合には、前記空間光変調器上の前記最大照射円錐角も高い、請求項5〜16のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記空間光変調器上の照射が、すべての拡散角度に関し、すべての領域に対してほとんどまたは実質的に等しいように、前記第2の照射系は光を均質化する、請求項2〜18のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記第2の照射系はライトパイプである、請求項2〜19のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記空間光変調器は、反射型もしくは透過型の光弁またはマイクロディスプレイ(5)である、請求項2〜20のいずれかに記載の投射器光学系。
- 少なくとも1つのさらなる開口(11、12)をさらに含み、この少なくとも1つのさらなる開口の光伝達部の直径は、前記エタンデュを増大させるための手段の散乱半円錐角に従って制御ユニットからの制御信号で調整される、請求項2〜21のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記少なくとも1つのさらなる開口は前記第2の照射系の一体的部品である、請求項22に記載の投射器光学系。
- 前記制御ユニットは、光束が落ちている、前記エタンデュを増大させるための手段上の位置を制御するようにされる、請求項1〜22のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記制御ユニットは、前記結像系における前記制御可能な開口および前記少なくとも1つのさらなる開口を制御するようにされる、請求項22〜24のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記制御ユニットは入力制御信号を受けるようにされ、それによって前記入力制御信号は像生成器から直接生成することが可能である、請求項1〜24のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記制御信号は黒レベルおよび輝度レベルを示す時刻信号である、請求項26に記載の投射器光学系。
- 前記制御信号は前記平均画像レベルを計算するユニットによって生成される、請求項26に記載の投射器光学系。
- 黒レベルおよび輝度レベルは前記平均画像レベルに適合される、請求項28に記載の投射器光学系。
- 複数のカラーチャネルがあり、前記散光器素子は共有される散光器もしくは色単位散光器であり、または複数の色の時分割多重化と共に用いられる単一のカラーチャネルがある、請求項5〜29のいずれかに記載の投射器光学系。
- 共有される散光器が用いられ、前記複数のカラーチャネルは前記散光器において組合せられ、次いで再分割される、請求項30に記載の投射器光学系。
- 前記投射器光学系は、小さな散乱円錐角を伴う前記エタンデュを増大させるための手段、および、同時に、εLeffとεPeffとが等しいように、対応する小さな開口部を伴う制御可能な開口を有するようにされる、請求項1〜31のいずれかに記載の投射器光学系。
- εLeffおよびεPeffが前記平均画像レベルに適合されるように、前記制御ユニットは前記投射器光学系を制御する、請求項1〜32のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記制御ユニットは、前記投射器光学系を制御して、前記光源の前記有効エタンデュおよび前記投射器の有効エタンデュが、等しく保持され、平均画像量に依存する値εLeff(w)=εPeff(w)=f(w)に設定されるようにし、f(w)はw∈[0,1]に対して規定され、f(1)=εPmax=εLeffmaxおよびf(0)=εPmin=εLeffminである、請求項1〜33のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記制御ユニットは、前記投射器光学系を制御して、受入可能なスペックルコントラストの絶対最大レベルがf(w)の最小値εPminを規定するようにする、請求項1〜34のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記散光器素子は入力におけるのと同じ波長を維持する散光器であるか、または、ある最大拡散角度の内部での光の拡散だけでなく、入射光の波長の、より長い波長(下方変換蛍光体)もしくはより短い波長(上方変換蛍光体)の、外方向に向かうスペクトルへの変換もある、散光器素子である、請求項5〜35のいずれかに記載の投射器光学系。
- 散光器素子は、散乱半円錐角φ1、変動する照射スポット径d* 0を有し、前記散光器素子の出射側における光スポットは直径d* 1を有する、請求項5〜36のいずれかに記載の投射器光学系。
- 前記第2の照射系は、前記散光器素子の位置上の変動する光照射スポットサイズの特性を、前記空間光変調器上の変動する最大照射円錐角に変換し、前記散光器素子上の光束スポットサイズが低い場合、前記空間光変調器上の前記最大照射円錐角も低く、前記散光器素子における前記光束スポットサイズが高い場合、前記空間光変調器上の前記最大照射円錐角も高いようにする、請求項5〜37のいずれかに記載の投射器光学系。
- 平均画像レベルを有する画像を投影するための、および実質的に低い固有のエタンデュを有する光源を伴う使用のための投射器光学系を伴う使用のためのコントローラであって、前記投射器光学系は、スクリーン上に実像を形成するための結像系を含み、前記コントローラは、平均画像レベルに従って前記光源の有効エタンデュを変動させるよう、および光パワーを変動する円錐角内に閉じ込めておくようにされ、それによって、前記結像系において、投射器エタンデュは前記光源の前記有効エタンデュに一致させられ、前記有効光源エタンデュおよび前記投射器エタンデュは制御ユニットによって制御され、前記平均画像レベルに適合される、コントローラ。
- 第1の照射系と、
散光器素子のような、前記光源エタンデュを増大させるための手段と、
前記散光器素子のような前記光源エタンデュを増大させるための手段上の光スポットからの光を捕捉し、前記光を均質化し、光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上の照射は、すべての領域に対してほとんど等しくなり、それを光弁またはマイクロディスプレイのような前記空間光変調器上に結像する第2の照射系と、
前記結像系の限界開口における虹彩絞りのような制御可能な開口とを含み、前記制御可能な開口は光弁またはマイクロディスプレイのような前記空間光変調器の黒色状態から迷光を遮断するようにされる、請求項39に記載のコントローラ。 - 前記光源エタンデュを増大させるための手段は前記コントローラによって制御される、請求項39または40に記載のコントローラ。
- 前記コントローラは、光束が落ちている、前記エタンデュを増大させるための手段上の位置を制御するようにされる、請求項40または41に記載のコントローラ。
- 前記コントローラは、前記結像系において前記制御可能な開口を制御するようにされる、請求項39〜42のいずれかに記載のコントローラシステム。
- 前記コントローラは少なくとも1つのさらなる開口を制御するようにされる、請求項39〜43のいずれかに記載のコントローラ。
- 前記制御ユニットは入力制御信号を受けるようにされ、それによって前記入力制御信号は像生成器から直接生成することが可能である、請求項39〜43のいずれかに記載のコントローラ。
- 前記制御信号は黒レベルおよび輝度レベルを示す時刻信号である、請求項45に記載のコントローラ。
- 前記制御信号は前記平均画像レベルを計算するユニットによって生成される、請求項45に記載のコントローラ。
- 少なくとも1つのさらなる開口(11、12)をさらに含み、この少なくとも1つのさらなる開口の光伝達部の直径は、前記エタンデュを増大させるための手段の散乱半円錐角に従って前記制御ユニットからの制御信号で調整される、請求項39〜47のいずれかに記載のコントローラ。
- 前記投射器光学系は、小さな散乱円錐角を伴う前記エタンデュを増大させるための手段、および、同時に、対応する小さな開口部を伴う制御可能な開口を有し、前記コントローラはεLeffとεPeffとが等しいように制御する、請求項39〜48のいずれかに記載のコントローラ。
- εLeffおよびεPeffが前記平均画像レベルに適合されるように、前記コントローラは前記投射器光学系を制御する、請求項39〜49のいずれかに記載のコントローラ。
- 前記コントローラは、前記投射器光学系を制御して、前記光源の前記有効エタンデュおよび前記投射器の有効エタンデュが、等しく保持され、平均画像量に依存する値εLeff(w)=εPeff(w)=f(w)に設定されるようにし、f(w)はw∈[0,1]に対して規定され、f(1)=εPmax=εLeffmaxおよびf(0)=εPmin=εLeffminである、請求項39〜50のいずれかに記載のコントローラ。
- 前記コントローラは、前記投射器光学系を制御して、受入可能なスペックルコントラストの絶対最大レベルがf(w)の最小値εPminを規定するようにする、請求項39〜51のいずれかに記載のコントローラ。
- 平均画像レベルを有する画像を投影するための、および実質的に低い固有のエタンデュを有する光源を伴う使用のための投射器光学系を動作させる方法であって、前記投射器光学系は、スクリーン上に実像を形成するための結像系、および制御ユニットを含み、前記方法は、
平均画像レベルに従って前記光源の有効エタンデュを変動させ、光パワーを変動する円錐角内に閉じ込めておくようにし、前記結像系において、投射器エタンデュを前記光源の前記有効エタンデュに一致させるステップを含み、前記有効光源エタンデュおよび前記投射器エタンデュは、前記平均画像レベルに適合される、方法。 - 第1の照射系と、
散光器素子のような、前記光源エタンデュを増大させるための手段と、
前記散光器素子のような前記光源エタンデュを増大させるための手段上の光スポットからの光を捕捉し、前記光を均質化し、光弁またはマイクロディスプレイのような空間光変調器上の照射は、すべての領域に対してほとんど等しくなり、それを光弁またはマイクロディスプレイのような前記空間光変調器上に結像する第2の照射系と、
制御ユニットと、
前記結像系の限界開口において前記制御ユニットによって制御される虹彩絞りのような制御可能な開口とをさらに含み、前記制御可能な開口は光弁またはマイクロディスプレイのような前記空間光変調器の黒色状態から迷光を遮断するようにされる、請求項53に記載の方法。 - 前記平均画像レベルに従って実質的に低い固有のエタンデュを有する光源の有効エタンデュを変動させ、その結果、光弁またはマイクロディスプレイのような前記空間光変調器上の入射円錐角を変動させ、その一方で、総光パワーを前記変動する円錐角内に閉じ込めておくステップを含む、請求項53または54に記載の方法。
- 前記光源エタンデュは、前記光源エタンデュを増大させるための手段で変更され、一方、前記結像系において、前記投射器エタンデュは前記光源の前記有効エタンデュに一致させられる、請求項55に記載の方法。
- 前記エタンデュを増大させるための手段で入射光束のサイズを変動させるステップを含む、請求項53〜54のいずれかに記載の方法。
- 変動する照射スポットを、光弁またはマイクロディスプレイのような前記空間光変調器上の最大照射円錐角に変換するステップをさらに含む、請求項57に記載の方法。
- コンピュータにおけるような処理エンジン上での実行のためのコードセグメントを含むコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品は、平均画像レベルを有する画像を投影するための、および実質的に低い固有のエタンデュを有する光源を伴う使用のための投射器光学系を動作させるようにされ、
それにより、前記投射器光学系は、スクリーン上に実像を形成するための結像系を含み得、ソフトウェアは、
平均画像レベルに従って前記光源の有効エタンデュを変動させるよう、および光パワーを変動する円錐角内に閉じ込めておくようにされ、それによって、前記結像系において、投射器エタンデュは前記光源の前記有効エタンデュに一致させられ、前記有効光源エタンデュおよび前記投射器エタンデュは制御ユニットによって制御され、前記平均画像レベルに適合される、コンピュータプログラム製品。 - 請求項53〜58に記載の方法のいずれかを実行するか、または請求項39〜52のいずれかに記載のコントローラを実現するようにされる、請求項59に記載のコンピュータプログラム製品。
- 請求項60に記載のコンピュータプログラム製品を保存する非一時的な信号記録媒体。
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