【手続補正書】
【提出日】平成17年9月12日(2005.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能で且つ前記第１光変調素子より多数の画素を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子の画素と前記第２光変調素子の画素を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記第１光変調素子及び前記第２光変調素子を介して光源からの光を変調する光学系に適用される装置であって、
前記第２光変調素子のｎ個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記第１光変調素子の１個の画素に対応する前記第２光変調素子のｎ個の画素を前記複数種の制御パターンのいずれかで制御するとともに、前記第１光変調素子の画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記第２光変調素子の画素の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴とする光変調装置。
【請求項２】
光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子の画素と前記第２光変調素子の画素を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記第１光変調素子及び前記第２光変調素子を介して光源からの光を変調して画像を表示する装置であって、
表示画像データのうち１の画素に対応する画素値を、前記第１光変調素子制御用の画素値及び前記第２光変調素子制御用の画素値にそれぞれ区分し、前記第１光変調素子制御用の画素値をさらに複数の原始画素値に区分し、
前記第２光変調素子制御用の画素値に基づき前記第２光変調素子のｎ個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記第１光変調素子制御用の各原始画素値に基づいて前記第１光変調素子の画素の光伝搬特性を時分割に切換制御する第１光伝搬特性制御手段と、
前記第１光変調素子の画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記第２光変調素子の画素の制御パターンを切換制御する第２光伝搬特性制御手段と、を備えることを特徴とする光学表示装置。
【請求項３】
前記第１光変調素子の１画素に対応する前記第２光変調素子のｎ個の画素に対する前記画素値が全て同じ値であるときに、
前記第１光伝搬特性制御手段は、前記第１光変調素子の各画素の光伝搬特性を前記画素値をさらに区分した複数の原始画素値に基づく光伝搬特性に切り換え、且つ、当該切り換えた光伝搬特性を前記ｎ個の画素の制御に応じた時間維持するようになっており、
前記第２光伝搬特性制御手段は、前記第１光変調素子の各画素の切換タイミングに合わせて、前記ｎ個の画素の光伝搬特性を前記画素値に基づく光伝搬特性に切換制御するようになっていることを特徴とする請求項２記載の光学表示装置。
【請求項４】
前記第１光伝搬特性制御手段及び第２光伝搬特性制御手段は、表示する画像が静止画像であるときに前記切換制御を行うようになっていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の光学表示装置。
【請求項５】
前記第１光伝搬特性制御手段は、前記表示画像データに基づき前記第１光変調素子の各画素における前記原始画素値に応じた光伝搬特性を、当該各画素に対応する前記第２光変調素子の画素の光の伝搬効率よりも高い伝搬効率となる特性に切り換えるようになっていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の光学表示装置。
【請求項６】
前記第２光伝搬特性制御手段は、前記表示画像データに基づき前記第２光変調素子における画素の前記第２光変調素子制御用の画素値に応じた光伝搬特性を、当該画素に対応する前記第１光変調素子の画素の光の伝搬効率よりも高い伝搬効率となる特性に切り換えることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の光学表示装置。
【請求項７】
前記第１光変調素子及び前記第２光変調素子は共に前記画素がマトリクス状に配列された構成となっており、前記第２光変調素子の画素数が、前記第１光変調素子の画素数に対して行方向及び列方向共に整数倍であり、前記第１光変調素子の各画素毎に、当該画素と前記第２光変調素子のｎ個の画素とが規則的に且つ光学的に対応していることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の光学表示装置。
【請求項８】
異なる複数の波長領域の光に対応した複数の前記第１光変調素子を備え、
前記各第１光変調素子の各画素毎に、当該画素と前記第２光変調素子のｎ個の画素とが規則的に且つ光学的に対応していることを特徴とする請求項７記載の光学表示装置。
【請求項９】
前記第２光変調素子の列方向の画素数が、前記第１光変調素子の行方向の画素数の２倍であり、
前記第２光伝搬特性切換手段は、前記第２光変調素子の偶数行及び奇数行のいずれか一方から順番に前記表示画像データの画素値に対応する光伝搬特性の前記切換処理を行い、当該切換処理が行われている間は他方の行の画素の光伝搬特性を光の伝搬効率が最低又は略最低となる特性に切り換えるようになっていることを特徴とする請求項７又は請求項８記載の光学表示装置。
【請求項１０】
前記第２光変調素子の行方向の画素数が、前記第１光変調素子の列方向の画素数の２倍であり、
前記第２光伝搬特性切換手段は、前記第２光変調素子の偶数列及び奇数列のいずれか一方から順番に前記表示画像データの画素値に対応する光伝搬特性の前記切換処理を行い、当該切換処理が行われている間は他方の列の画素の光伝搬特性を光の伝搬効率が最低又は略最低となる特性に切り換えるようになっていることを特徴とする請求項７又は請求項８記載の光学表示装置。
【請求項１１】
前記第２光変調素子は液晶表示素子であることを特徴とする請求項２乃至請求項１０のいずれか１項に記載の光学表示装置。
【請求項１２】
光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子と、輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源とを備え、前記光変調素子の画素と前記輝度調整光源の光源を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用される装置であって、
前記輝度調整光源のｎ個の光源のうちその一部を所定輝度で点灯し残部を非点灯とした制御パターンを複数種設定し、
前記光変調素子の１画素に対応する前記輝度調整光源のｎ個の光源を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記光変調素子の各画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記各画素に対応する前記輝度調整光源のｎ個の光源の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴とする光変調装置。
【請求項１３】
輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子とを備え、前記輝度調整光源の光源と前記光変調素子の画素を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用される装置であって、
前記光変調素子のｎ個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記輝度調整光源の１個の光源に対応する前記光変調素子のｎ個の画素を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記輝度調整光源の各光源の輝度の切換タイミングに合わせて、前記各光源に対応する前記光変調素子のｎ個の画素の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴とする光変調装置。
【請求項１４】
光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能で且つ前記第１光変調素子より多数の画素を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子の画素と前記第２光変調素子の画素を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記第１光変調素子及び前記第２光変調素子を介して光源からの光を変調する光学系に適用されるプログラムであって、
前記第２光変調素子のｎ個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記第１光変調素子の１個の画素に対応する前記第２光変調素子のｎ個の画素を前記複数種の制御パターンのいずれかで制御するとともに、前記第１光変調素子の画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記第２光変調素子の画素の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴とする光変調制御プログラム。
【請求項１５】
光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子の画素と前記第２光変調素子の画素を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記第１光変調素子及び前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する光学表示装置を制御するためのプログラムであって、
表示画像データのうち１の画素に対応する画素値を、前記第１光変調素子制御用の画素値及び前記第２光変調素子制御用の画素値にそれぞれ区分し、前記第１光変調素子制御用の画素値をさらに複数の原始画素値に区分し、
前記第２光変調素子制御用の画素値に基づき前記第２光変調素子のｎ個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記第１光変調素子制御用の各原始画素値に基づいて前記第１光変調素子の画素の光伝搬特性を時分割に切換制御する第１光伝搬特性制御手段、及び、
前記第１光変調素子の画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記第２光変調素子の画素の制御パターンを切換制御する第２光伝搬特性制御手段として実現される処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであることを特徴とする光学表示装置制御プログラム。
【請求項１６】
光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子と、輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源とを備え、前記光変調素子の画素と前記輝度調整光源の光源を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用されるプログラムであって、
前記輝度調整光源のｎ個の光源のうちその一部を所定輝度で点灯し残部を非点灯とした制御パターンを複数種設定しておき、
前記光変調素子の１画素に対応する前記輝度調整光源のｎ個の光源を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記光変調素子の各画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記各画素に対応する前記輝度調整光源のｎ個の光源の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴とする光変調制御プログラム。
【請求項１７】
輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子とを備え、前記輝度調整光源の光源と前記光変調素子の画素を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用されるプログラムであって、
前記光変調素子のｎ個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記輝度調整光源の１個の光源に対応する前記光変調素子のｎ個の画素を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記輝度調整光源の各光源の輝度の切換タイミングに合わせて、前記各光源に対応する前記光変調素子のｎ個の画素の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴とする光変調制御プログラム。
【請求項１８】
光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能で且つ前記第１光変調素子より多数の画素を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子の画素と前記第２光変調素子の画素を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記第１光変調素子及び前記第２光変調素子を介して光源からの光を変調する光学系に適用される方法あって、
前記第２光変調素子のｎ個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記第１光変調素子の１個の画素に対応する前記第２光変調素子のｎ個の画素を前記複数種の制御パターンのいずれかで制御するとともに、前記第１光変調素子の画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記第２光変調素子の画素の制御パターンを切り換えることを特徴とする光変調制御方法。
【請求項１９】
光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第１光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第２光変調素子とを備え、前記第１光変調素子の画素と前記第２光変調素子の画素を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記第１光変調素子及び前記第２光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する光学表示装置を制御するための方法であって、
表示画像データのうち１の画素に対応する画素値を、前記第１光変調素子制御用の画素値及び前記第２光変調素子制御用の画素値にそれぞれ区分し、前記第１光変調素子制御用の画素値をさらに複数の原始画素値に区分し、
前記第２光変調素子制御用の画素値に基づき前記第２光変調素子のｎ個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記第１光変調素子制御用の各原始画素値に基づいて前記第１光変調素子の画素の光伝搬特性を時分割に切換制御する第１光伝搬特性制御ステップと、
前記第１光変調素子の画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記第２光変調素子の画素の制御パターンを切換制御する第２光伝搬特性制御ステップとを含むことを特徴とする光学表示装置制御方法。
【請求項２０】
光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子と、輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源とを備え、前記光変調素子の画素と前記輝度調整光源の光源を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用される方法であって、
前記輝度調整光源のｎ個の光源のうちその一部を所定輝度で点灯し残部を非点灯とした制御パターンを複数種設定し、
前記光変調素子の１画素に対応する前記輝度調整光源のｎ個の光源を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記光変調素子の各画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記各画素に対応する前記輝度調整光源のｎ個の光源の制御パターンを切り換えることを特徴とする光変調制御方法。
【請求項２１】
輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子とを備え、前記輝度調整光源の光源と前記光変調素子の画素を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用される方法であって、
前記光変調素子のｎ個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記輝度調整光源の１個の光源に対応する前記光変調素子のｎ個の画素を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記輝度調整光源の各光源の輝度の切換タイミングに合わせて、前記各光源に対応する前記光変調素子のｎ個の画素の制御パターンを切り換えることを特徴とする光変調制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
〔発明１２〕  一方、上記目的を達成するために、発明１２の光変調装置は、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子と、輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源とを備え、前記光変調素子の画素と前記輝度調整光源の光源を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用される装置であって、前記輝度調整光源のｎ個の光源のうちその一部を所定輝度で点灯し残部を非点灯とした制御パターンを複数種設定し、前記光変調素子の１画素に対応する前記輝度調整光源のｎ個の光源を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記光変調素子の各画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記各画素に対応する前記輝度調整光源のｎ個の光源の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
このような構成であれば、前記光変調素子の各画素の光伝搬特性を所定特性に時分割で切り替えることが可能であり、前記各画素の光伝搬特性の切り換えタイミングに合わせて、当該各画素に対応するｎ個の光源の輝度を複数種の制御パターンのいずれかに切り換えることが可能である。従って、輝度調整光源におけるｎ個の光源の輝度を、各画素の光伝搬特性の切換えタイミングに合わせて各光源毎に適切な制御パターンに切り換えることによって、輝度調整光源の有する解像度（光源数）の光によって形成される光学像を目的位置に伝達できるという効果が得られる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
また、輝度調整光源および光変調素子により光源の光を２段階に変調するので、比較的高い輝度ダイナミックレンジおよび階調数を実現することができるという効果が得られる。また、輝度調整光源は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＯＬＥＤ （Organic LightEmitting Diode） 、蛍光灯などの輝度を調整可能な光源により構成されたものを含む。以下、発明１３の光学表示装置、発明２４及び２５の光変調制御プログラム、並びに、発明３７及び３８の光変調制御方法において同じである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
また、輝度調整光源および光変調素子により光源の光を２段階に変調するので、比較的高い輝度ダイナミックレンジおよび階調数を実現することができるという効果が得られる。また、複数種の制御パターンは、輝度調整光源の各光源の切り換えタイミングに合わせて、所定数の画素を全て光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性とする組み合わせも含む。以下、発明２５の光変調制御プログラム及び発明３８の光変調制御方法において同じである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
〔発明２４〕  一方、上記目的を達成するために、発明２４の光変調制御プログラムは、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子と、輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源とを備え、前記光変調素子の画素と前記輝度調整光源の光源を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用されるプログラムであって、前記輝度調整光源のｎ個の光源のうちその一部を所定輝度で点灯し残部を非点灯とした制御パターンを複数種設定し、前記光変調素子の１画素に対応する前記輝度調整光源のｎ個の光源を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記光変調素子の各画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記各画素に対応する前記輝度調整光源のｎ個の光源の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴としている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
〔発明３７〕  一方、上記目的を達成するために発明３７の光変調制御方法は、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子と、輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源とを備え、前記光変調素子の画素と前記輝度調整光源の光源を１：ｎ（ｎは２以上の整数）で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用される方法であって、前記輝度調整光源のｎ個の光源のうちその一部を所定輝度で点灯し残部を非点灯とした制御パターンを複数種設定し、前記光変調素子の１画素に対応する前記輝度調整光源のｎ個の光源を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記光変調素子の各画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記各画素に対応する前記輝度調整光源のｎ個の光源の制御パターンを切り換えることを特徴としている。これにより、発明１２の光変調装置と同等の効果が得られる。