(57)【要約】光の全出力での実際の増加を伴わずに、ＲＰＴＶエンジンのディスプレイの明るさでの明らかな増加を生じるための方法及び装置。光は照明源で発生し、長方形のフォーマットの光線（１００又は２００）を生じるように光学的に処理される。光線は、光線の中心（１０２又は２０２）でのピーク強度から光線の周囲（１０４）での最小強度まで変化する、不均一な強度を有するように意図的に形成される。光学的な処理段階は、ピーク強度から最小強度まで少なくとも約３０％乃至７０％によって減少する、照明プロファイルを選択的に生じるように強度を変化することを含むことができる。光学的な処理段階はさらに、インテグレータの長さによって少なくとも部分的に制御される照明プロファイルを生じるように形態化されるインテグレータ（３０８）により光線を射影することを含む。長さの減少が縮小された均一性に帰着するように、インテグレータは形態化できる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアプロジェクションテレビのエンジンで光の全出力の実際の増加を伴わずに、ディスプレイの明るさの増加を生じるための方法であって、該方法は、
照明源を使用する光の発生と、
光線の中心でのピーク強度から前記光線の周囲での最小強度まで変化する、不均一な強度を備える長方形のフォーマットの光線を生じるように前記照明源によって生じる前記光の光学的な処理と、
リアプロジェクションテレビのエンジンの少なくとも一つのイメージャーに対する前記光線の射影と、
よりなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記光学的な処理段階はさらに、前記ピーク強度から前記最小強度まで少なくとも約３０％乃至７０％によって減少する、照明プロファイルを選択的に生じるように前記強度を変化することを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項３】
前記光学的な処理段階はさらに、インテグレータにより前記光線を射影することを含み、前記照明プロファイルは前記インテグレータの長さによって少なくとも部分的に制御されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記インテグレータは、縮小された均一性における長さで選択的に減少されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
光の全出力の実際の増加を伴わずに、ディスプレイの明るさでの明らかな増加を提供するためのリアプロジェクションテレビのエンジンであって、
光を発生するための照明源と、
光線の中心でのピーク強度から前記光線の周囲での最小強度まで変化する、不均一な強度を備える長方形のフォーマットの光線を生じるように前記照明源によって生じる前記光を変換する光学のプロセッサーと、
前記光線が射影されるリアプロジェクションテレビ少なくとも一つのイメージャーと、
よりなることを特徴とするリアプロジェクションテレビのエンジン。
【請求項６】
前記光学のプロセッサーは光インテグレータを含み、該光インテグレータは前記ピーク強度から前記最小強度まで少なくとも約３０％乃至７０％によって減少する、照明プロファイルを選択的に生じるように前記強度を変化することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記光インテグレータはインテグレータであり、前記光学のプロセッサーはさらに、前記インテグレータにより前記光線を射影するためのレンズを含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記照明プロファイルは、前記インテグレータの長さに少なくとも部分的に基づいて選択的に決定されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記インテグレータは、縮小した均一性における長さで選択的に減少されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクションディスプレイのピークの明るさの改善に関し、より詳細には、スクリーン照明の均一さを選択的に制御することによるピークの明るさの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ、ＬＣＯＳ又はＤＬＰイメージャーに基づくリアプロジェクションテレビ（ＲＰＴＶ）のエンジンは、適切な光処理能力を保証するために、幾つかの重要な段階を実行する照明システムを有する。第一のものは、フォーマット転換から構成される。リフレクタによって集められた光の円形の光線は、あまりにも多量の光を失ってしまうので、正方形のイメージャーを照明するために適さない。この理由のために、フライアイ（fly-eye）レンズと三角形の光パイプが共通して使用される。それらのレンズは、光線のフットプリントフォーマットを円形から長方形に変換する。そのようなＲＰＴＶ照明システムによって実行される第二段階は、イメージャーの非常に均一な照明を達成することである。実際に、これは光パイプとフライアイレンズの当然の性能である。それらの要素は、非常に一定の照明を提供することができる原理による。通常、スライドが広大な均一の領域を有するように、均一のフィールドが表現のために必要な場合、これはデータの射影には正常で望ましい。非常に良好なホワイトバランスを達成するための光のスペクトルの黄色をさえぎることはそれほど必要とされないので、データプロジェクターはまた、スクリーンにルーメンの実質的な数を置くことができる。
【０００３】
一方で、ビデオの応用において使用されるように意図される照明は、優れた白色を有するべきであり、それらがはるかに安価である必要があるように、使用されるイメージャーは、データプロジェクターよりも小型である傾向にある。したがって、これらのすべての制約により、光の出力はより制限される。しかし、ビデオコンテンツはデータの射影など９０乃至１００％のスクリーンの明るさの均一性を有することを必要とせず、セットの中心のピークの明るさが、光の出力を失わずに、均質に犠牲にすることにより著しく改善され得る場合、それはテレビの適用にとって有益である。小型のスクリーンサイズ（４０インチ乃至４６インチ）のＲＰＴＶで使用するために現在制限される光のエンジンは、それらの制限された光の出力により、ピークの明るさを改善することによって、より大型のスクリーンサイズのキャビネット（５０乃至５２インチ）で使用され得る。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、光の全出力が実際に増加せずにＲＰＴＶエンジンのディスプレイのピークの明るさの増加を生じるための方法及び装置に関する。光は、白色光の照明源で発生し、長方形のフォーマットの光線を生成するために光学的に処理される。光線は、光線の中心のピークの照明から光線の周囲の最小の照明まで変化する、不均一な照明を有するように故意に形成される。光学的な処理段階は、ピークの照明から最小の照明まで少なくとも約３０乃至７０％によって減少する、照明プロファイルを選択的に生じるように照明を変化することを含むことができる。光インテグレータは、その終端部で照明プロファイルを生じるように形態化され、インテグレータの長さによって少なくとも部分的に制御される。長さの減少は縮小された均一さとなるように、インテグレータは形態化できる。さらに、光学的な処理段階は、インテグレータの出力から少なくとも一つのイメージャー上に不均一な照明を写す、光学のリレーシステムを含む。イメージャーは光を調整し、イメージャーによってスクリーン上に調整された光を写す、プロジェクションレンズがある。画像はビューアに対してフレスネルレンズ及びレンズ形からなる拡散レンズ上に表現され、スクリーンを横切るその照明分配は、中心のピーク及び端部に向かい明るさの減少を伴って、同じ種類の明るさの変化に形作られる。
【０００５】
本発明はさらに、光の全出力が実際に増加せずに、ディスプレイのピークの明るさにおける増加を提供するためのＲＰＴＶエンジン装置の形態で具体化できる。装置は、光を発生するための照明源と光学のプロセッサーとを含む。光学のプロセッサーは、照明源によって生じた光を長方形の形態の光線に変換するために配置できる。さらに、光学のプロセッサーは、インテグレータを含む。インテグレータは長方形のフォーマットと、不均一な照明の光線を生じるための中心から端部までの照明の変化を生成する。特に、光インテグレータは、光線の中心のピークの照明から光線の周辺の最小の照明まで照明を変化する、光線を生じるために形態化できる。光インテグレータは、ピークの照明から最小の照明まで少なくとも約３０％乃至７０％によって減少する照明のプロファイルを選択的に生じるために照明を変化できる。インテグレータの構成要素は、固体のガラス棒か、又は中空の長方形のガイドであり得、ガイドはその長さの４側面に鏡を備える。しかしながら、他のタイプのインテグレータがまた、この目的のために使用可能であり、本発明はそのように制限するように意図されない。レンズは、インテグレータにより光線を注入するために提供できる。インテグレータの長さは、照明プロファイルを制御するように選択できる。例えば、インテグレータは減少した不均一さにおける長さで減少できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
従来のＲＰＴＶの光エンジンは、良好な白色を有する長方形のフォーマットの光線を生じるように設計され、図１Ａは従来のＲＰＴＶの光エンジンによって生じるような長方形のフォーマットの光線１００の図面である。図１Ｂは、図１の線Ｂ−Ｂに沿って測定されるような光線１００の相対強度を示すグラフである。図１Ｂは、光線の中心１０２での１００パーセントのピーク値から光線の周辺１０４での約９０パーセントまで変化する相対強度を例示する。そのような従来のＲＰＴＶシステムにおいて、光エンジンは、最大の均一さの光線を生じるように、従来通りに設計される。
【０００７】
しかしながら、相当に、スクリーンの周辺の端部と比較して、スクリーンの中心の強度によってテレビ視聴者の見るスクリーンの明るさに対する感知が、より極度に影響を受ける場合があることが分かっている。したがって、視聴者は、スクリーンの中心により強力な光線の強度を出現させ、周辺の端部の明るさの多大な悪化を有することにより、より明るいスクリーンに対して感知することができる。したがって、図２Ａは、本発明の配置を有して生じるような長方形のフォーマットの光線２００を示す。線Ｂ−Ｂに沿って考慮される光線２００の強度は、図２Ｂに例示される。図２は、光線２００の周辺の端部２０４での強度が、観察する経験における著しい悪化がなく中心２０２でのピーク強度よりも相当に低くできる。より特異的には、周辺のスクリーン端部２０４での強度は、スクリーンの中心２０２のピークの明るさよりも、約３０パーセントから７０パーセント弱くすることができる。
【０００８】
図３は、どのように光源３０４からの光がＲＰＴＶで光線を形成するように処理できるかを示すために有用な光エンジンの例示である。光エンジンは、リフレクタ３０２、インテグレータ３０８及びリフレクタからインテグレータに光を注入するためのレンズ３０６を含むことができる。インテグレータ３０８は、固体のガラス棒であるか、又は中空の長方形のガイドであり、ガイドはその長さの４面に鏡を有する。しかしながら、他のタイプのインテグレータはまた、この目的のために使用できて、本発明はそのように制限されるように意図されない。インテグレータは、典型的には、長方形で強度が非常に均一である、結果となる光線を生じるように十分に長く成される。光がインテグレータ３０８を通過した後、典型的には、レンズ３１０などのさらなる光学要素を通過する。最後に、光線は少なくとも一つのイメージャー３１２に射影される。多くの場合、一つ以上のイメージャーが使用できる。例えば、光線は３つのイメージャーに射影できる。
【０００９】
ここで図４を参照するに、長さＬのインテグレータ３０８の出力が示され、従来のＲＰＴＶの光エンジンによって生じるような全照明を示すために有用なフリップ及びフォールド（flip and fold）構成の図形が示される。図面によって例示されるように、長さＬのインテグレータを備える従来のＲＰＴＶの光エンジンは、非常にほとんど均一である出力で全照明のプロット４００を生じる。比較によって、図５は、本発明の配置によるＲＰＴＶの光エンジンによって生じる全照明を示すために有用なフリップ及びフォールド構成の図形が示される。図５に示されるように、光のパイプの全体の長さは、約３／５倍でかなり減少される。したがって、生じた結果となる全照明のプロット５００は、相当にそれほど均一ではない。さらに、全照明プロット５００は、中心のピークを有する。したがって、光線がイメージャー３１２を照明するように活用される場合、結果となる画像は、高まった照明は、見る人の全面的なスクリーンの明るさに対する知覚に最大の効果を有することが最も見込まれる、中心で最も明るくなる。
【００１０】
光線の強度の均一性が中心のピークを生じるように制御できる様々な手法があることは、当業者によって認識されるだろう。したがって、図３乃至５に関してここに記載された実施態様は、如何なる手法で本発明を制限するよりも、むしろ代表的なものとして理解されるべきである。如何なる適切な光学の処理スキームは、イメージャー３１２を照らす光線の中心で光の強度を高め、光線の周辺端部に向かう方向で明るさを下げることが提供される、この目的のために利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来の光エンジンによって生じるような長方形のフォーマットの光線の相対的な強度を示すための有用な図面である。
【図２】本発明の配置を使用して生じるような長方形のフォーマットの光線の相対的な強度を示すための有用な図面である。
【図３】光源からの光がＲＰＴＶの光線を形成するように処理できる方法を示すために有用な図面である。
【図４】従来のＲＰＴＶの光エンジンによって生じる全照明を示すために有用なフリップ及びフォールド構成の図面である。
【図５】本発明の配置によるＲＰＴＶの光エンジンによって生じる全照明を示すために有用なフリップ及びフォールド構成の図面である。
【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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【国際調査報告】
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