(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクションディスプレイの投影されたイメージの収束アライメントを測定するシステムであって、
前記投影されたイメージ上の間隔をあけた少なくとも２つの位置にある別個のイメージを生成するようにされた光学系と、
前記別個のイメージをキャプチャーするように配設されたイメージセンサと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記光学系が複数の側面を有するプリズムを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記プリズムがピラミッド形状であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
ハウジングと、前記ハウジング内にあって第１及び第２の側面を有するスクリーンとを備え、
前記投影されたイメージが、前記スクリーンの前記第２の側面から見るために、前記スクリーンの前記第１の側面上に投影されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記投影されたイメージの一部が前記スクリーンの前記第１の側面上でのみ見ることができることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記イメージセンサが前記スクリーンの前記第１の側面上に配置されることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
収束アライメントを測定するシステムであって、
イメージを投影するようにされたプロジェクション装置と、
前記イメージを受け、前記システムのユーザが見ることができる前記イメージの第１の部分を作り、かつ前記イメージの第２の部分をユーザの観察から隠すようにされたスクリーンと、
ピラミッド形のプリズムを有する光学系を含み、前記第２の部分の間隔をあけた少なくとも２つの領域の拡大されたイメージを作るようにされたイメージング装置と
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項８】
前記プリズムが４つの側面を備えることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記イメージの前記第１の部分が少なくとも３つのコーナを含み、前記プリズムが前記４つのコーナ領域に近接する前記第２の部分のイメージをキャプチャーすることを補助するようにされることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第２の部分に配置された収束ターゲットを含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記光学系が前記第２の部分の間隔をあけた少なくとも４つの領域の前記イメージを拡大するようにされることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
ハウジングを備え、
前記ハウジング内において前記イメージを見ることができるように前記スクリーンが支持され、
前記スクリーンが前記ハウジング内部において前記第１及び第２の部分を表示するように、かつ前記ハウジングの外部に前記第１の部分を表示するように配設されることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
前記光学系は前記第２の部分の間隔をあけた少なくとも３つの領域をキャプチャーするようにされることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
プロジェクションディスプレイの収束アライメントを測定する方法であって、
観察可能なイメージと前記観察可能なイメージの外側に一対の収束ターゲットとをディスプレイスクリーン上に投影するステップと、
前記収束ターゲットの間隔をあけたイメージを形成するステップと、
前記ディスプレイスクリーンから離れている光学系を用いて生成された前記間隔をあけた収束ターゲットのイメージをキャプチャーするステップと、
前記プロジェクションディスプレイの前記収束ミスアライメントの指標を得るために、前記キャプチャーされたイメージを分析するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記キャプチャーされたイメージを拡大するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ターゲットがユーザにより観察されないように隠すステップをさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
コーナ領域の複合イメージを形成する前記観察可能なイメージの前記コーナ領域にそれぞれが配置される、少なくとも３つの収束ターゲットのイメージを同時にキャプチャーするステップと、
前記複合イメージを拡大するステップと
をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
イメージをキャプチャーするステップは、前記ターゲットの別々のターゲットにそれぞれが位置合わせされた少なくとも２つの側面を持つプリズムを使用するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
収束ミスアライメントを測定するイメージキャプチャーシステムであって、
イメージングセンサと、
プロジェクションディスプレイによって形成された第２のイメージの間隔をあけた４つの領域の第１のイメージを、同時にキャプチャーするようにされた光学系と、
収束ミスアライメントがあるかどうかを決定するために、前記４つの領域を分析する装置と
を備えることを特徴とするイメージキャプチャーシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［背景］
本発明は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）プロジェクションシステムなどのプロジェクションシステムのイメージを位置合わせ（ａｌｉｇｎ）させることに関する。
【０００２】
図１を参照する。反射型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）プロジェクションシステム５には、一般に、スクリーン１０上に投影される各原色用にＬＣＤディスプレイパネル（実施例のようなＬＣＤディスプレイパネル２２，２４及び２６）が含まれている。このように、赤−緑−青（ＲＧＢ）の色空間に対して、プロジェクションシステム５は、赤のカラーバンドに関連するＬＣＤディスプレイパネル２２、緑のカラーバンドに関連するＬＣＤディスプレイパネル２４及び青のカラーバンドに関連するＬＣＤディスプレイパネル２６を備えている。各ＬＣＤパネル２２，２４及び２６は光源３０からの光を変調して、それぞれ、赤、緑、および青のイメージを形成する。これらのイメージは合算されて、複合カラーイメージをスクリーン１０上に形成する。これを実現するために、各ＬＣＤパネル２２，２４及び２６は対応して変調されていて、形成されるべき光線像を示す電気信号を受け取る。
【０００３】
より具体的には、プロジェクションシステム５は、（光源３０から送られた）ほぼコリメートされた白色の光ビーム１１を、白色ビーム１１を赤１３、青１７及び緑２１のビームに分離する光学素子の方向に向かわせるビームスプリッタ１４を含んでいる。この方法では、白色ビーム１１は、赤色ビーム１３をＬＣＤパネル２２の方向に反射させる赤用ダイクロイックミラー１８の方向に向けられる。ＬＣＤパネル２２は、次に、赤色ビーム１３を変調する。青色ビーム１７は赤用ダイクロイックミラー１８を通過して、青色ビーム１７を変調用のＬＣＤディスプレイパネル２６の方向に反射させる青用ダイクロイックミラー２０に向かう。緑色ビーム２１は、ＬＣＤディスプレイパネル２４による変調を受けるために、赤用ダイクロイックミラー１８及び青用ダイクロイックミラー２０を通過する。
【０００４】
反射式ＬＣＤディスプレイパネルに関しては、それぞれのＬＣＤディスプレイパネル２２，２６及び２４は入射ビームを変調し、それぞれ変調されたビーム１５，１９及び２３を、変調ビーム１５，１９及び２３が前述した経路に沿ってビームスプリッタ１４に戻るように反射させる。このビームスプリッタ１４は、次に、変調ビーム１５，１９及び２３をレンズ１２のような投影用光学素子を通る方向に向けて、理想的には、重なり合って結合してスクリーン１０上に複合イメージを形成する変調されたビームイメージを形成する。
【０００５】
しかしながら、スクリーン１０上に正確な複合イメージを形成するためには、変調されたビームイメージの対応するピクセルが、互いに位置合わせされている必要がある。例えば、ロケーション（０，０）の複合イメージのピクセルは、変調された赤色ビームのイメージのロケーション（０，０）におけるピクセル、変調された緑色ビームのイメージのロケーション（０，０）におけるピクセル及び変調された青色ビームのイメージのロケーション（０，０）におけるピクセルの重ね合わせから形成される。このアライメントが取れない場合は、ロケーション（０，０）におけるピクセルの色は不正確なものになるか、色がそのピクセルを越えて変化してしまうことがある。
【０００６】
このシステム５を製造する際には、ＬＣＤディスプレイパネル２２，２４及び２６は、一般に、変調されたビームイメージのピクセルを位置合わせするのに十分な精度で取り付けられる。これを実現する１つの方法は、ＬＣＤディスプレイパネル２２，２４及び２６の正確な位置の見当をつけておき、その後、ＬＣＤディスプレイパネル２２，２４及び２６を用いて、白色の長方形の複合イメージをスクリーン１０上に形成しようとすることである。ＬＣＤパネル２２，２４及び２６が正しく位置合わせされていない場合は、赤４２、緑４４及び／又は青４６の着色した縁が、図２に示すように、スクリーン１０上に形成される白色イメージ４０の周辺部のまわりに検出される。一方、ＬＣＤパネル２２，２４及び２６が適切に位置合わせされている場合は、カラーの縁４２，４４及び４６は現れず、図３に示すように、拡大された白色イメージ４０がスクリーン１０上に出現する。
【０００７】
残念なことに、ＬＣＤディスプレイパネル２２，２４及び２６を位置合わせさせるために使用される従来の技術によれば、プロジェクションシステム５の製造でかなりの時間を費やすことになる。さらに、エージング及び熱ドリフトなどの要因のために、プロジェクションシステム５の寿命の間に、ＬＣＤディスプレイパネル２２，２４及び２６のアライメントがずれる可能性がある。
【０００８】
このため、前述した１つ以上の問題に取り組むための継続的な必要性が存在する。
【０００９】
［概要］
１つの実施形態では、プロジェクションディスプレイの投影されたイメージの収束（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）アライメントを測定するシステムは、この投影されたイメージ上に少なくとも２つの、別個の間隔をあけて置かれたイメージを作るようにされた光学系を備える。イメージセンサが、これらの別個のイメージをキャプチャーするために配置される。
【００１０】
［詳細な説明］
図４を参照する。イメージキャプチャーシステム４００が、プロジェクションディスプレイ４０２内に組み込まれている。このプロジェクションディスプレイ４０２は、どのような形態であっても良い。例えば、本発明の１つの実施形態では、ライトバルブ４０４は入力されたビデオ映像を受け取ると共に、そのビデオ映像を、プロジェクションレンズ５７を通してフォールディングミラー４０８上に投影する。このフォールディングミラー４０８は、イメージをプロジェクションミラー４１０上へと、また次にスクリーン５９上へと反射する。スクリーン５９上に投影されたこのイメージは、ハウジング４２０の外側から観察することができる。
【００１１】
イメージキャプチャーシステム４００は、ディジタルセンサ４１４を備えている。このディジタルセンサ４１４は、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサ、又は電荷結合素子（ＣＣＤ）センサのような他のディジタルセンサとすることができる。このイメージキャプチャーシステムは、レンズ４１６及び光学系４１８も含んでいる。この光学系４１８は、ディスプレイの観察可能な部分の外側に配置された収束ターゲットに最も近いスクリーン５９の部分のイメージを選択的にキャプチャーするようにされている。
【００１２】
１つの実施形態では、スクリーン５９は、ユーザが見るものはハウジング及び投影スクリーン５９の一部だけであるように、ハウジング４２０内に取り付けられている。ハウジング４２０内部からのみ観察可能なものは、図５に示すように、収束ターゲット４２５である。この収束ターゲット４２５は、種々の従来のタイプとすることができる。それらは、周辺領域４２８のうち観察可能なディスプレイ部分４２６の外部に配置される。周辺領域４２８は、図４に示すように、領域４２８の外面をカバーする、ハウジング４２０の部分４２１が介在するために、ハウジング４２０の外側のユーザから隠されている。
【００１３】
それぞれのターゲット４２５は、表示されたカラープレーンの収束に関する情報を提供する。ある意味では、収束ターゲットは、ディスプレイの収束アライメントを測定するためのテストパターンである。このテストパターンは、それ自身の上にイメージを有していても良いし、ディスプレイから光のサンプルを受け取るだけであっても良い。
【００１４】
図６を参照する。光学系４１８は、４つの側面４２２を持つピラミッド形プリズム４２４を備えている。本発明の１つの実施形態では、それぞれの側面すなわち面４２２は、収束ターゲット４２５のいずれかと光学的に位置合わせされている。このため、１つの実施形態では、それぞれの面は、収束ターゲット４２５を含む、またさらに観察可能な部分４２６の外側の周辺領域４２８の隣接部分を含む、ディスプレイスクリーン５９の各コーナのイメージを選択的にキャプチャーする。
【００１５】
図７を参照すると、イメージキャプチャーシステム４００がキャプチャーしたイメージ４０１の例が示されている。イメージ４０１には、ユーザが実際に観察する表示で近接している四象限（ｑｕａｄｒａｎｔ）４２６とともに、収束ターゲット４２５の拡大バージョン４２５ａが含まれる。収束ターゲット４２５をキャプチャーするため、システム４００は、ユーザが観察不可能な領域４２８の、ターゲット４２５を含む部分もキャプチャーする。このように、イメージングセンサ４１４の分解能が概念的にコーナまで移動されるように、コーナ領域の拡大されたイメージを得ることができる。図５に示す十字形領域４３０は、収束ターゲット４２５の分解能を向上させるために、イメージ４０１から除去される。
【００１６】
イメージングシステム４００では、必要なのは色収差の程度及び方向を決定することであるため、色収差を補正する必要はない。レンズ４１６は、１つより多いセンサのピクセルがそれぞれの投影された注目しているピクセルに関係するように、十分な拡大を行う。これにより、それぞれの３つのカラー平面の位置の分解能が向上する。その結果として、ミスアライメントがあるかどうかを求めることは容易になる。
【００１７】
センサ４１４は、色を分離するためにカラーフィルタアレイ（ＣＦＡ）を備えている。赤色の収束パターンの成分は、赤のＣＦＡピクセルを刺激し、その他も同様である。カラーデータの後処理は、色収差の補正に関する情報を提供すると共に、ビームについて又は基準となる色からみた各カラーの実際のずれを提供する。
【００１８】
一度ずれが測定されると、電気機械的、光学的、電子的又は他の何らかの手段を用いて、集束アライメントを行う。それぞれの４つのコーナのイメージングすることにより、オフセット、傾斜及び倍率のエラーを極めて正確に決定することができる。
【００１９】
図示のように、基本的にハウジングの中に組み込まれる実施形態では、光学系４００についての焦点調整は、距離が全て固定されているため不要である。このため、本発明の１つの実施形態では、このシステムは初期の設定の段階とその後に、収束ターゲットをモニタしつづけ、その後発生する可能性がある全ての収束エラーを正確に検出しつづける。他の実施形態では、焦点調整が必要に応じて行われる。
【００２０】
システム４００によって検出される何らかの収束エラーを補正するためには、様々な異なった技術が利用できるが、１つの技術の実施例を以下に説明する。このことは、本発明が収束エラーの補正についての何らかの特定の技術に多少なりとも限定されることを意味したり暗示したりするものではない。
【００２１】
より具体的には、図９は、２つの変調されたビームイメージ６３及び６５を示している。それぞれのビームイメージは、特定のカラー帯域の入射光ビームを変調するライトバルブ４０４の、別々のディスプレイパネル６０によって形成されている。ビームイメージ６３の各ピクセル６７は、ビームイメージ６５の対応するピクセル６７から約１／２ピクセル離れて位置している、すなわち、ビームイメージ６３及び６５は、「１／２ピクセル」のアライメントずれの状態にある。このため、イメージ６５のロケーション（０，０）のピクセル６７は、イメージ６３のロケーション（０，０）のピクセル６７から約１／２ピクセル離れている。２つのビームイメージ６３及び６５を収束させるためには、アクチュエータ６２（図８参照）を使用して、ビームイメージ６３を発生させたディスプレイパネル６０を再位置決めするか、ビームイメージ６５を発生させたディスプレイパネル６０を再位置決めするか、又は両方のディスプレイパネル６０を再位置決めする。図示したように、ビームイメージ６３のピクセル６７の行（及び列）は、ビームイメージ６５のピクセルの行（及び列）に平行である。従って、１つ以上のディスプレイパネル６０の並進運動（また以下に説明する回転運動ではない）を使用して、ビームイメージ６３及び６５を収束させる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、ディスプレイパネルをピクセルの境界を位置合わせするように再位置決めするために、アクチュエータ６２を使用して、以後微調整又は局所調整と呼ぶ、最大約１ピクセルまでの位置合わせを実行する。しかしながら、キャリブレーションの前には、図１０に示すように、変調されたビームイメージがさらに離れて配置される可能性がある。例えば、変調されたビームイメージ７１のロケーション（０，０）のピクセル６７が、変調されたビームイメージ６９のロケーション（０，０）のピクセルから、数ピクセル離れて位置することがある。このシナリオの場合、いくつかの実施形態では、アクチュエータ６２を使用し、ビームイメージ６９及び７１のピクセル（それらの位置に構うことなく）が局所的に（大局的ではなく）位置合わせするように、ビームイメージ６９及び７１を局所的に位置合わせする。例えば、この局所的なアライメントのために、ビームイメージ６９のロケーション（３，３）のピクセルは、ビームイメージ７１のロケーション（０，０）のピクセルと位置合わせする、すなわち、ピクセルの境界が揃えられる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、後述するように、粗いすなわち大局的なアライメントが、１つ以上のディスプレイパネル６０のピクセルを再マップすることによって実行される。この再マッピングは、次に、図１０に示すように、例えば、ビームイメージ６９を形成するディスプレイパネルのピクセル位置を再マップすることによって、ビームイメージ７１のロケーション（０，０）のピクセルを位置合わせする。これを行うためには、ビームイメージ６９を形成するディスプレイ６０の余分なピクセル（「ピクセルセル」又は「ピクセルエレメント」とも呼ばれる）が使用される。
【００２４】
例として、横方向ピクセルが１０２４で縦方向ピクセルが７６８という所望の分解能（すなわち、１０２４×７６８表示）に対しては、ディスプレイパネル６０は、１０３４の横方向のピクセルと７７８の縦方向のピクセルを有している、すなわち、縦方向及び横方向の両方に１０の余分なピクセルがある。この方式では、ブロック７５（図１２）のピクセルはアクティブであり、従って、変調されたビームイメージを形成するために使用することができる。残りのピクセル７７はインアクティブであるか、又は大局的なミスアライメントを補正するためのマッピング作用を適用して、永久にオフにされている。これを実現するために、ディスプレイパネル６０上のピクセルのマッピングが、アクティブなピクセルのブロック７５を横方向、縦方向又は両方の方向にシフトするように結果的に調整される。
【００２５】
このため、図１０では、ビームイメージ６９を発生したディスプレイ６０のピクセルは再マップされて、大局的にビームイメージ７１に収束しないビームイメージ６９のピクセル６７を形成するディスプレイのピクセルはオフに切り換えられる。従って、ビームイメージ６９を形成するディスプレイパネル６０のピクセルは再マップされて、ディスプレイパネル６０のアクティブピクセルのブロックを、４行下方にまた３列右に実効的にシフトして、ビームイメージ６９及び７１を大局的に位置合わせする。
【００２６】
図８に戻る。いくつかの実施形態では、ライトバルブ４０４はプリズム５２（実施例のように、プリズム５２ａ，５２ｂ，５２ｃ及び５２ｄ）を備えている。これらのプリズムは、後述するように、光源６３から入射する（赤、緑、および青のビームから形成された）白色の光ビームを、ディスプレイパネル６０の方向に向ける。特に、プリズム５２ａは、入射する白色の光ビームを入射光に垂直なプリズム面５２ａａで受けて、このビームを面５２ａａに対して傾斜しているプリズム面５２ａｂの方向に向ける。赤用ダイクロイックミラー５４ａの反射面が、プリズム面５２ａｂ又はプリズム面５２ｃａに、透明なエラストマ接着剤層５６ａによって取り付けられている。この透明なエラストマ接着剤層５６ａは、後でさらに説明するが、ディスプレイパネル６０ｂ及び６０ｃの位置決めを支援する。
【００２７】
赤用ダイクロイックミラー５４ａは、赤色ビームがプリズム５２ａの別のプリズム面５２ａｃを出射してプリズム５２ｂのプリズム面５２ｂａに入射するように、入射する白色ビームから赤色ビームを反射することによって赤色ビームを分離する。プリズム面５２ａｃ及び５２ｂａは、透明なエラストマ接着剤層５６ｃを介して一緒に取り付けられている。この透明なエラストマ接着剤層５６ｃは、ディスプレイパネル６０ａの位置決めを支援する。プリズム５２ｂは、次に、赤色ビームをディスプレイパネル６０ａの入射面に向ける。このディスプレイパネル６０ａは、プリズム面５２ｂａに向かって傾斜している、プリズム５２ｂの別のプリズム面５２ｂｂに取り付けられている。ディスプレイパネル６０ａは入射する赤色ビームを変調し、この変調された赤色ビームは、入射した赤色ビームが進んだ経路と同様の経路を進行する。しかしながら、光源６３の方向に向けられる代わりに、ビームスプリッタ５５は、変調された赤色ビームを投影用光学素子５７（例えば、レンズ）を通る方向に向ける。この投影用光学素子５７は、スクリーン５９上に変調された赤色ビームのイメージを形成する。
【００２８】
（元の入射白色ビームからの）残りの青及び緑のビームは、赤用ダイクロイックミラー５４ａを通過する。ミラー５４ａの反対側の面は、プリズム５２ｃのプリズム面５２ｃａに取り付けられていて、青及び緑のビームを、赤用ダイクロイックミラー５４ａを通過させ、プリズム５２ｃのプリズム面５２ｃａを通過させ、プリズム５２ｃを通過させ、プリズム面５２ｃａと鋭角を形成する（プリズム５２ｃの）プリズム面５２ｃｂを通過させるような構成をしている。青用ダイクロイックミラー５４ｂの反射面はプリズム面５２ｃｂに、すなわちプリズム面５２ｄａに取り付けられている。その結果、青用ダイクロイックミラー５４ｂは、青色ビームをプリズム５２ｃ内に戻るように反射して、青色ビームをプリズム５２ｃの別のプリズム面５２ｃｃから出射させる。ディスプレイパネル６０ｂの入射面は面５２ｃｃに取り付けられていて、入射する青色ビームを変調する。変調された青色ビームは、次に、入射した青色ビームが進行した経路と同様の経路を進む。ビームスプリッタ５５は、変調された青色ビームを投影用光学素子５７を通過する方向に向けて、スクリーン５９上に変調された青色ビームのイメージを形成する。
【００２９】
緑色ビームは青用ダイクロイックミラー５４ｂを通過し、青用ダイクロイックミラー５４ｂの他の面に、透明なエラストマ接着剤層５６ｂを介して取り付けられているプリズム面５２ｄａを通って、プリズム５２ｄに入射する。次に、接着剤層５６ｂによって提供された弾性が、さらに以下で説明するが、ディスプレイパネル６０の位置決めを支援する。この緑の入射ビームはプリズム５２ｄの別のプリズム面５２ｄｂを出射して、プリズム面５２ｄｂに取り付けられているディスプレイパネル６０ｃの入射面に当たる。このディスプレイパネル６０は入射する緑色ビームを変調し、その後、入射した緑色ビームが進んだ経路と同様な経路に沿った方向に、変調された緑色ビームを反射する。ビームスプリッタ５５は、変調された緑色ビームを投影用光学素子５７を通過する方向に向けて、スクリーン５９上に変調された緑色ビームのイメージを形成する。３つの変調されたビームイメージが、スクリーン５９上にカラーの複合イメージを形成する。
【００３０】
１つ以上のディスプレイパネル６０の位置を調整するためには、さらに以下に説明するが、プリズム５２ｂ，５２ｃ及び５２ｄをアクチュエータ６２によって動かして、プリズム５２に付けられているディスプレイパネル６０を再位置決めする。いくつかの実施形態では、これを行うには、プリズム５２ａをライトバルブ４０４のシャーシ（図示せず）に確実に取り付けて、他のプリズム５２ｂ，５２ｃ及び５２ｄをプリズム５２ａに対して動かす。より具体的には、アクチュエータ６２ａは、プリズム面５２ａｃ及び５２ｂａの間に、それらの面に接触して取り付けられる。いくつかの実施形態では、アクチュエータ６２ａは、プリズム面５２ｃｃ及び５２ｂａのエッジ近くにも取り付けられる。プリズム５２ａがライトバルブ４０４のシャーシに固定され、また接着剤層５６ａがプリズム５２ａ及び５２ｂ間を弾力的に接着するので、アクチュエータ６２ａの膨張又は収縮によって、ディスプレイパネル６０ａがこの図の面内で回転される。この回転によって、次に、イメージが平行移動する。いくつかの実施形態では、これらの動きは、次に、例えば、圧電性アクチュエータ６２ａに印加される電圧を調整することによって、スクリーン５９上の変調された赤のビームイメージを局所的に調整するようにコントロールされる。
【００３１】
他のアクチュエータ６２を使用して、他のディスプレイパネル６０の平行移動及び回転の両方を、同じ方法で実行させることができる。例えば、アクチュエータ６２ｂがプリズム面５２ａｂ及び５２ｃａの間にそれらの面に接触して配置される。この方法では、アクチュエータ６２ｂの膨張及び収縮が、ディスプレイパネル６０ｂの回転及びこれによるイメージの平行移動を行わせるため、変調された青及び緑のビームイメージの両方を移動させるために使用することができる。
【００３２】
アクチュエータ６２ｂによるプリズム５２ｃの移動は、プリズム５２ｄの移動と、これによるディスプレイパネル６０ｃの移動も引き起こす。しかしながら、ディスプレイパネル６０ｃの位置は、プリズム面５２ｃｂ及び５２ｄａの間にそれらの面に接触して配置されるアクチュエータ６２ｃによって調整することができる。この方法では、アクチュエータ６２ｃの膨張又は収縮を使用して、ディスプレイパネル６０ｃの位置を調整することができ、またこのため、変調された青のビームイメージを変調された赤及び緑のビームイメージと位置合わせすることができる。
【００３３】
他の構成も可能である。例えば、別の実施形態では、アクチュエータ６２（図示せず）を使用して、例えば、図の面と直交する面の周りに特定のディスプレイパネル６０を回転させることができる。
【００３４】
ライトバルブ４０４は放物面鏡６５を備えて、光源６３からの光線を平行にすることができる。光源６３は、例えば、アークランプとすることができる。ライトバルブ４０４は集光レンズ６１を備えて、白色ビームをビームスプリッタ５５の方向に向けることもできる。ビームスプリッタ５５は、次に、白色ビームを偏光子４９の方向に向けることができる。この偏光子４９は、白色ビームがプリズム面５２ａａに入射する前に、白色ビームを偏光させる。
【００３５】
変調されたビームイメージのアライメントについての前述した解決策は、ピクセルの平行移動及び回転の両方に対処している。しかしながら、変調されたビームイメージの回転によるアライメントは、以下に説明するような別の方法で達成することができる。
【００３６】
一般に、２つの変調されたビームイメージ１００及び１０２間の回転によるミスアライメントの結果は、図１１に示すように、極めて顕著である。図示のように、それぞれのビームイメージ１００及び１０２には、ディスプレイパネル６０の性質のために、隣接するピクセル行及びピクセル列の間に暗い線がある。このため、２つのビームイメージ１００及び１０２を互いに関して回転させると、複合イメージのある部分は、これらの部分では暗線が互いにほぼ位置合わせされているため部分的に透明になり、また複合イメージのその他の部分は、暗線がこれらの部分では互いに接近するためほとんど不透明になる。ビームイメージ１００及び１０２が並進的なミスアライメント及び１゜だけ回転方向のミスアライメントの両方がある場合、回転方向のミスアライメントは知覚的に最も明白である。
【００３７】
変調されたビームイメージを回転方向に位置合わせする方法はいくつかある。例えば、システム４０２を組み立てる間に、ディスプレイパネル６０をプリズム５２の面に確実に取り付ける。取り付けの際に、例えば、収束ターゲット４２５を観察し、ディスプレイパネル６０を物理的に正確に位置決めして、ビームを収束させる。
【００３８】
図１３を参照する。プロジェクションディスプレイ４０２には、ごく僅かな例として、コンピュータシステムの部分、スタンドアロンのプロジェクタの部分、テレビジョンの部分、又はコンピュータ用モニタの部分とすることができる電気システム２００が含まれている。特に、電気システム２００は、ビデオエレクトロニクス規格協会（ＶＥＳＡ）のインターフェース２０２を備えて、ＶＥＳＡケーブル２０１からアナログ信号を受信する。このＶＥＳＡ規格は、インターネット上の「ｗｗｗ．ｖｅｓａ．ｏｒｇｓｔａｎｄａｒｄｓ．ｈｔｍｌ」で見ることができる、「Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｔｉｍｉｎｇ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ， ｖ．１， ｒｅｖ． ０．８」の中でさらに説明されている。ケーブル２０１からのこのアナログ信号は、例えば、ディスプレイ上に形成されまたコンピュータのグラフィックスカードによって発生されるイメージを表示する。アナログ信号は、アナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ２０４によってディジタル信号に変換され、これらのディジタル信号は、フレームバッファ２０６の中に格納される。タイミング発生器２１２は、フレームバッファ２０６に接続され、イメージがスクリーン５９上に形成されるフレームレートを調整する。プロセッサ２２０（例として、１つ以上のマイクロコントローラ又はマイクロプロセッサ）は、バス２０８を介してフレームバッファ２０６に接続される。
【００３９】
プロセッサ２２０は、フレームバッファ２０６内に記憶されたデータを処理して、例えば、グラフィックスカードが使用する座標空間をディスプレイパネル６０が使用する座標空間に変換し、グラフィックスカードが使用するカラー空間をディスプレイパネル６０が使用するカラー空間に再マップし、またデータがディスプレイパネル６０のガンマ関数に一致するようにさせる。これらの動作の最終結果は、イメージの各ピクセルについての一組のＲＧＢ値である。この方法では、Ｒ値を使用して赤色ディスプレイパネル６０ａのピクセルの輝度値を形成し、Ｇ値を使用して緑色ディスプレイパネル６０ｃのピクセルの輝度値を形成し、またＢ値を使用して青色ディスプレイパネル６０ｂのピクセルの輝度値を形成する。
【００４０】
前述したように、特定のディスプレイパネル６０の全てのピクセルが使用される訳ではない。その代わり、所望のマッピングを示すマップ２１５は、マッピングメモリ２１６内に記憶される。このマップ２１５は、次に、アドレス発生器２１４によって使用される。このアドレス発生器２１４は、ディスプレイパネル６０のピクセルについてのピクセルアドレスを示す信号を発生する。図１４を参照する。例として、特定のディスプレイパネル６０について、マップ２１５のＮ個のロケーション２５２（ロケーション２５２１， ２５２２， ２５２３， ． ． ． ２５２Ｎ）は、ピクセルイメージのロケーション（０，０）から始まり、ピクセルイメージの最上行についてのマッピングを順次示している。図示のように、ピクセルイメージのロケーション（０，０）は、ディスプレイパネル６０のロケーション（３，３）に、ピクセルイメージのロケーション（１，０）は、ディスプレイパネル６０のロケーション（４，３）に、ピクセルイメージのロケーション（１，１）は、ディスプレイパネル６０のロケーション（５，３）に等と、マップされる。
【００４１】
図１３に戻る。システム２００の他の機能に関しては、システム２００はディスプレイパネルインターフェース２２２を備えている。このディスプレイパネルインターフェース２２２はバス２０８に接続され、またディスプレイパネルの電圧を駆動して、ディスプレイパネル６０上にイメージを形成する。大局的並進キャリブレーションインターフェース２１８（例えば、電気機械的ユーザインターフェース又はシリアルバスインターフェース）は、アドレス発生器２１４に電気的に接続される。この方法では、キャリブレーションインターフェース２１８は、インターフェース２１８に接続されるコントロール（例えば、コンピュータ又はコントロールノブ）によって示される大局的な並進に応じて、マップ２１５を修正することができる。局所的並進インターフェース２３０（例えば、電気機械的ユーザインターフェース又はシリアルバスインターフェース）は、例えば、電圧レギュレータ２３１に接続されて、種々の圧電形アクチュエータ６２に印加される電圧を選択的にコントロールする。
【００４２】
センサ４１４は、バス２０８及びインターフェース２３２を介してプロセッサ２２０に接続される。このため、本発明の１つの実施形態では、センサ４１４が検出したミスアライメント情報はプロセッサ２２０によって分析される。プロセッサ２２０は、次に、適切なコマンドを大局的又は局所的並進キャリブレーションインターフェースに送ることができる。
【００４３】
本発明を限られた数の実施形態に関して開示してきたが、この開示に利益がある当業者は、そこからの多数の修正や変更を理解されよう。添付した特許請求の範囲が、本発明の真の精神及び範囲の中に入る全てのそのような修正や変更をカバーするものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のＬＣＤプロジェクションシステムの概略図である。
【図２】図１のシステムのＬＣＤディスプレイパネルによって形成されるイメージの、ディスプレイパネルが位置合わせされていない場合の図である。
【図３】図１のシステムのＬＣＤディスプレイパネルによって形成されるイメージの、ディスプレイパネルが位置合わせされている場合の図である。
【図４】本発明の１つの実施形態に関するプロジェクションシステムの概略図である。
【図５】図４で示したスクリーンの正面図である。
【図６】図４で示した実施形態の中で使用することができるプリズムの、１つの実施形態の斜視図である。
【図７】図４で示した実施形態の中でセンサが受け取ったイメージに相当する図である。
【図８】本発明の実施形態によるライトバルブの概略図である。
【図９】、
【図１０】及び【図１１】図８のプロジェクションシステムのディスプレイパネルによって形成された２つの変調されたビームイメージ間のアライメントのシナリオを説明する図である。
【図１２】本発明の実施形態によるディスプレイパネルを説明する図である。
【図１３】本発明の実施形態による、図４のプロジェクションシステムの電気的なブロック図である。
【図１４】ピクセルマップの一部を説明する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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