(57)【要約】【課題】レーザーまたはその他の実質的に平行なビームの光源によって照射された光強度が高く鮮明な色彩の表示を提示する、ユーザーがデザインした１つ以上の画像を表示するようにプログラム可能であり、アニメーション表示が可能であり、ネットワーク制御に適用可能である内蔵型サインを提供すること。【解決手段】このサインは、表示面寸法に対する奥行きの割合が小さいバックライト照明装置を備える。実施形態では、投射角の傾きに起因する投射されたドットの収差歪を補正する。実施形態においては、さらに、傾いた入射光を透過型で屈折型の直角構造体によって正規化する。投射された画像の歪は、表示領域の適切な前処理または後処理によって、最小化される。【選択図】
2007506156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面の幅と高さに直交する奥行きを有する内蔵型レーザー照明表示装置であって、前記装置の奥行きは前記表示幅と前記表示高さの少なくとも一方よりも小さい内蔵型レーザー照明表示装置。
【請求項２】
さらに、ビームを照射する内部光源と、前記ビームを受光し制御可能に任意の方向に偏向して偏向ビームを発する受光偏向手段と、前記偏向ビームを受光してバックライトされたドットを透過させて表示する透光性スクリーンと、前記スクリーンに対する前記偏向ビームの入射角が傾いているときに前記バックライトされたドットの収差歪を補正する収差歪補正手段とを備える請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記収差歪補正手段は、前記ビームの屈折型光学補正および反射型光学補正からなるグループから選択される請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記収差歪補正手段は、前記ビームを集束ビームにする円柱レンズ装置である請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記収差歪補正手段は、前記内部光源と前記受光偏向手段との間の前記ビームの収差歪を補正する請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
さらに、前記ビームを内面反射し、前記受光偏向手段と前記スクリーンの間に配された少なくとも１つの反射面を備える請求項２に記載の表示装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの反射面は、さらに前記収差歪補正手段を備える請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの反射面は、さらに前記スクリーンにより受光された前記ビームをコリメートする請求項６に記載の表示装置。
【請求項９】
表示面の幅と高さに直交する奥行きを有する内蔵型レーザー照明表示装置であって、
光路を有するビームを照射する内部光源と、
前記光路に配され、前記ビームを受光し制御可能に任意の方向に偏向して偏向ビームを発する受光偏向手段と、
前記光路に配され、前記偏向ビームを受光して、バックライトされたドットを透過させて表示する透光性スクリーンとを備え、
前記装置の奥行きは前記表示幅と前記表示高さの少なくとも一方よりも小さい内蔵型レーザー照明表示装置。
【請求項１０】
さらに、前記ビームを内面反射し、前記受光偏向手段と前記透光性スクリーンの間に配された前記ビームの光路に沿った少なくとも１つの鏡面を備える請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
さらに、前記ビームが前記スクリーンの表面に傾いて入射するとき、前記光路を正規化し、これによって前記正規化された光路が前記スクリーンの表面にほぼ直交する、正規化手段を備える請求項９に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記正規化手段は、前記受光偏向手段と前記スクリーンの間に配されている請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記正規化手段は、透過型直角構造体を含む請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１４】
表示面の幅と高さに直交する奥行きを有する内蔵型レーザー照明表示装置であって、
前記装置の奥行きは前記表示幅と前記表示高さの少なくとも一方よりも小さく、
光路を有するビームを照射する内部光源と、
前記光路に配され、前記ビームを受光し、制御可能に任意の方向に偏向して偏向ビームを発する受光偏向手段と、
前記光路に配され、前記偏向ビームを受光して、バックライトされたドットを透過させて表示する透光性スクリーンと、
前記光路の前記ビームを、前記スクリーンに先立って、コリメートするコリメータ手段と、
前記スクリーンに対する前記偏向ビームの入射角が傾いているとき、前記バックライトされたドットの収差歪を補正する収差歪補正手段と、
前記ビームが前記スクリーンの表面に傾いて入射するとき、前記光路を正規化し、これによって前記正規化された光路が前記スクリーンの表面にほぼ直交する、正規化手段とを備える内蔵型レーザー照明表示装置。
【請求項１５】
前記スクリーンが受光する前記ビームをコリメートする前記コリメート手段は、前記内部光源と前記スクリーンの間の前記光路に配された少なくとも１つの湾曲した反射面を備える請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記バックライトされたドットの収差歪を補正する前記収差歪補正手段は、前記内部光源と前記スクリーンの間の前記光路に配された少なくとも１つの湾曲した反射面を備える請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記ビームが前記スクリーンの表面に傾いて入射するとき前記光路を正規化する前記正規化手段は、前記光路に配された透過型直角構造体を含む請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１８】
表示面の幅と高さに直交する奥行きを有し、投射された画像を表示する内蔵型レーザー照明表示装置であって、前記装置の奥行きは前記表示幅と前記表示高さの少なくとも一方よりも小さく、投射された画像の歪みを補正する補正手段を備える内蔵型レーザー照明表示装置。
【請求項１９】
前記表示は画像をベクター形式で走査し、投射された画像の形状の歪みを補正する前記補正手段は、補正前のＸ軸とＹ軸の入力の代数関数である補正されたＸ軸とＹ軸を出力する請求項１８に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記表示は画像をラスター形式で走査し、投射された画像の歪みを補正する前記補正手段は、補正前のＸ軸とＹ軸と経過時間の関数である補正されたＹ軸と画素タイミングを出力する請求項１８に記載の表示装置。
【請求項２１】
表示面の幅と高さに直交する奥行きを有し、投射された画像を表示する内蔵型レーザー照明表示装置であって、前記装置の奥行きは前記表示幅と前記表示高さの少なくとも一方よりも小さく、前記装置が表示する前記投射された画像をプログラム可能に制御する制御手段を備える内蔵型レーザー照明表示装置。
【請求項２２】
前記投射された画像をプログラム可能に制御する前記制御手段は、さらに前記投射された画像の遠隔制御を行う請求項２１に記載の表示装置。
【請求項２３】
前記投射された画像をプログラム可能に制御する前記制御手段は、さらに前記投射された画像のネットワーク制御を行う請求項２１に記載の表示装置。
【請求項２４】
投射された画像を表示する、ネットワークでつながれた複数のレーザー照明表示装置を備え、各装置は表示面の幅と高さに直交する奥行きを有し、前記装置の奥行きは前記表示幅と前記表示高さの少なくとも一方よりも小さく、個々の表示装置が表示する前記画像はネットワークを介したプログラム制御により変化させることができるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００３年９月２３日に出願された米国仮出願第６０/５０５，２４２号「プログラム可能なレーザー照明標示装置」より優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、カード、画像、またはサイン表示の分野に関し、具体的には、内部レーザー光源を用い、ユーザー定義の画像をプログラム可能に描画する内蔵型照明標示装置、ならびにそのプログラムおよび制御のシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ネオン光は標識の一形態として周知である。かかるサインは、発光するイオン化ガスが生み出す鮮明な色彩と光強度の高さから、また、ネオンサインのガラス管を曲げて形作ることにより、熟練した職人の手によって、ほとんどあらゆる種類のイメージのネオンサインをオーダーメイドで作り出すことができるため、長い間、広告や表示において高い評価を受けてきた。さらに、時間とともに個別に活性化するネオン管を巧妙に配置することで、例えばHotchnerによる米国特許第１，８１２，３４０号に見られるように、所望のアニメーション効果を生み出すネオンサインを製作することができる。
【０００４】
その利点にもかかわらず、この半世紀ほどの間、ネオン光標識の使用は概して減少してきているが、その理由は、主としてこの技術に内在するある欠点による。ネオンサインの製造は、それほど凝ったデザインでなくとも、そのデザインに必要な形の管を作るためにガラスを曲げる手作業が必要となる。かかる手工芸は熟練の技術を必要とし、製造規模を拡大するような経済活動には至らない。さらに、ガラス管から作られるネオンサインは非常に壊れやすく、修理には費用がかかる。さらに、いったん作られたネオンサインは、表示のデザインを変更するために修正することが大変難しい。通常、新しいデザインには新しいサインが必要となる。
【０００５】
ネオン光標識よりも欠点の少ない、ネオン光を模擬した新たな照明技術が採用されている。例えば、Swartzによる米国特許第４，３７３，２８３号には、模擬ネオンサインの広告表示が記載されている。Swartzでは、プラスチックの透明なパネル上に表示を描いている。表示パネルのネオン管を模擬する部分は彩色された半透明の材料からなり、表示パネルのその他の部分は不透明または黒くなっている。表示パネルの背面から蛍光灯で光をあてることにより、パネルの彩色された半透明の部分を光が透過し、発光するネオン管を模擬するのである。かかる模擬ネオン表示は、比較的簡単に大量生産が可能であり、大幅に壊れやすさが減少しており、ずっと容易かつ経済的に維持することができる点で、本物のネオンに比べて有利となっている。かかるサインは、ネオン表示のように交互に照明する要素を採用することによってアニメーション効果を出すことができる。
【０００６】
模擬ネオン表示技術において、数え切れないほどの改良が行われてきた（例えばUrdaらによる米国特許第６，２０５，６９１号）のであるが、模擬ネオンサインは、通常、色の鮮やかさでも光強度においても本物のネオン光には及ばない。さらに、ネオンサイン同様、模擬ネオン表示の修正は難しく、一般に、新たなデザインには全く新しいサインが必要となる。
【０００７】
変更可能なサインが望ましいことは以前から認められてきた。その性質上、変更可能な標識は、仮に修正できるとしても多大な困難が伴うネオンや模擬ネオンなどの標識に比べて、変化する表示という要求に対応させやすい。さらに、変更可能な標識は、固定標識を使うことができないビジネスモデルにも利用可能とする。例えば、古くは、標識を限られた期間提示するために広告板の表面に取替え可能な印刷または塗装された画像を用いていた掲示板広告業では、変更可能な標識が前提である。長い間、例えばDouglassによる米国特許第６３４，４０５号のように、経済的かつ迅速に変更することができる標識の開発のために発明が行われてきた。
【０００８】
標識を変えることなく複数の画像を比較的短時間に提示することができる技術はさらにほかのビジネスモデルにおいても利用可能である。この分野で周知の技術として、Reedによる米国特許第３，１９９，２３９号に教示されるような、整列させた回転式の三角形の平行六面体要素を有するサインがある。かかる各要素の各面は、３つの画像のうち１つが塗装または印刷された部分を含んでいる。これらの要素がそれぞれの軸で調和して回転すると、サインが３つの画像のそれぞれを順番に提示するように要素が配列される。かかる技術を採用することにより、掲示板広告業では、１つのサインで同じ期間に複数の異なる広告の標識スペースを作ることができる。
【０００９】
見る人の注意を引くアニメーションは長く表示能力の進歩と考えられてきた。ネオンや類似の標識技術で用いられてきたような要素を順番に交互に点灯するアニメーション技術に加えて、幅広い範囲の技術がアニメーション表示に採用されている。例えばDuBoisによる米国特許第６６６，１８８号のように、大変簡単な機械装置が標識にアニメーション効果を与えるために用いられてきた。照明付きの電気機械装置はさらに標識のアニメーション技術を拡張した。例えば、Cortezによる米国特許第４，１７３，０８５号では、塗装されていない透明な領域を適度に有する、画像がペイントされた透明なパネルの背後で、色付きの透光性の背面照明円盤が回転し、それによってかかる透明領域に水や星などのちらちら動くオブジェクトのアニメーションを作り出す。本技術分野で周知のレンズ技術も、Wa Loによる米国特許第４，７６６，６８４号のように、表示用のアニメーション効果をもたらすのに用いられている。新たな表示材料が開発されるにつれ、その多くがアニメーション表示に応用されている。例えば、Makowによる米国特許第５，１２２，８９０号の電気光学電圧制御セルやO'Connellによる米国特許第６，５８８，１３１号の電子ペーパーなどである。
【００１０】
ビデオ表示技術は広告において広く用いられている。ＣＲＴやフラットスクリーン技術は、屋内や屋外で風雨を避けることのできる場所で用いる、比較的小さめの広告表示を可能にしている。例えばMiddlebrookによる米国意匠特許第３７３，１４５号には、天井に備え付けるように構成され、複数のビデオ表示を備えるビデオ広告表示モジュール用の装飾的意匠が記載されている。Meachamによる米国特許第６，２０６，１４２号には、ビデオをベースとするエレベーター広告システムが記載されている。DeLeoらによる米国特許第６，５６７，８４２号には、ＡＴＭビデオ広告が記載されている。プロジェクションテレビは、Hyattによる米国特許第４，７３９，３９６号に記載されるように、いくぶん大きなサイズの屋内広告として用いることができる。
【００１１】
ビデオプロジェクター技術は、日中の使用には不適切な明るさではあるが、Baronによる米国特許第５，５７０，１３８号に記載のように、夜間において掲示板広告サイズの屋外広告を可能にする。しかしながら、一般にプロジェクター技術は、表示面から離れた位置にプロジェクターを配置する必要があり、またプロジェクターと映写面の間の光路に遮るものがないことが必要であることから、ほかの表示技術に比べて有利さに欠ける。
【００１２】
ビデオ表示技術はネットワーク制御の表示装置において広く採用されており、複数の分散したディスプレイに対する広告の１対多数のブロードキャスティングや、特定のビデオ表示装置や一群の表示装置に対する目標を定めた広告の配信を伴う１対１および１対少数のナローキャスティングを可能にする。例えば、Freemanによる米国特許第４，２６４，９２４号には、個々のケーブルテレビ加入者に向けて個別に作成されたメッセージの配信が可能なケーブルテレビシステムが記載されている。
【００１３】
ビデオ表示技術は、上述のような、変更可能な表示、アニメーション、制限なく多数の画像の提示、ネットワーク制御に適用可能などの利点を持つのであるが、ビデオ表示はネオン表示に比べて色の鮮やかさや光強度の点で大きく劣っており、したがって、投射型のビデオ表示は周辺光が低い環境においてはある程度の効果があるものの、内蔵型のビデオ表示は標識としてはやや効果が薄い。
【００１４】
投射型のレーザービームは顕著な光強度と鮮やかな色彩の表示を作り出すことができることで知られている。例えば、Morrowによる米国特許第５，６４６，３６１号では、音楽に応じて視覚表現を描画可能である表示装置が示されている。しかしながら、Morrowの装置やその他の関連する装置は、標識に必要とされる表示とは異なり、特定の画像を描画することはできず、そのかわり、単に面白いが内容のない光や色のパターンを表示することを意図している。
【００１５】
投射型レーザービームを用いた装置による画像の描画は、通常、プログラム制御でレーザービームを光偏向し光変調する装置によって行われる。例えば、Kesslerによる米国特許第３，７３７，５７３号には、画像一般を描画するのにブラッグ回折と音響光学連結技術を用いることが記載されている。Slaterによる米国特許第４，００６，９７０号には、リサージュの図形、星、三角形、らせん、サイクロイドなど各種のベクターグラフィックスで表示される図形を描画する初期のレーザー投射システムが記載されている。この初期の技術に、ガルバノミラー（例えば、Iwaiらによる米国特許第５，０４４，７１０号を参照）、振幅変調（例えば、Tanakaによる米国特許第５，１３０，８３８号を参照）、音響光学同調フィルター（例えば、米国特許第５，６８６，０２０号を参照）、および干渉フィルター類（例えば、Gibeauらによる米国特許第５，７１５，０２１号を参照）の使用などの改良を行うことにより、ベクターグラフィックスを用いた、アニメーションを含む、実質的に形状と色に制限のないネオンのようなワイヤーフレームやその他の画像を描画する最新のレーザー投射装置を可能としている（例えば、Liljegrenらによる米国特許第４,９７８,２１６号を参照）。
【００１６】
レーザー投射技術は、ラスター走査ビデオ技術にも応用されている（例えば、Whitbyによる米国特許第４，２９７，７２３号、Deterらによる米国特許第５，４４０，３５２号を参照）。かかるシステムは、ＮＴＳＣなど、標準形式のビデオ信号の画像を描画することができる。コストの低いレーザー投射型テレビ技術は潜在的な商業上の将来性を有するため、当該技術分野にはかなりの発明努力と活動が注がれてきた。
【００１７】
しかしながら、ベクターグラフィックスによるようなポイント描画ではなく、スクリーン面全体のラスター走査によって画像が描画されるため、このようなビデオ画像を満足できる光強度で大画面に描画するためには非常に強力で高価なレーザー光源が必要となる。プロジェクターでこのような高い光強度のレーザー光を用いることは、光源と投射面の間にいる人物についての健康上の懸念が生じる（例えば、Mishicaによる米国特許第５，１１７，２２１号を参照）。かかる光強度の高いレーザー光の使用により、動作中に人体が高レベルの放射線にさらされることは、米国では食品医薬品局の医療機器・放射線保健センターにより厳しく規制されている。
【００１８】
とはいえ、ベクターグラフィックスレーザー投射システムのようにレーザー放射の強度がより低い場合でも、レーザー投射技術を使用することにより、ビデオ投射技術には上述のような欠陥がある。内蔵型ではないため、標識が必要とされるような多くの環境には応用がきかないのである。
【００１９】
従来、投射型のバックライトディスプレイを備える内蔵型レーザーディスプレイを作り出す試みは、従来のレーザー投射技術の適用性により、好ましい内蔵型ディスプレイの形状寸法上の限界に制限されてきた。理想的には、標識に適した内蔵型レーザー表示装置は比較的縦横の幅が大きく、奥行きがあまりないことが望ましい。しかしながら、レーザー投射システムは、主として、レーザービームをｘ軸とｙ軸に偏向する１対のガルバノスキャナによるレーザービームの偏向に基づいている。その結果、ガルバノスキャナが対象とする投射範囲はスキャナの偏角能力によって決定され、現在の技術においてはおよそ６０度以下に制限されている。これにより、投射面に再生されうる画像は、最大でも１辺がプロジェクターと投射面との距離に等しい大きさに制限される（例えば、Tanakaによる米国特許第５，１３０，８３８号、Benner，Jr.による米国特許第６，３９２，８２１号を参照）。
【００２０】
さらに標識用の満足できる小さい奥行きの内蔵型レーザー投射装置を作り出す試みを制限するのは、バックライトのスクリーンに対するビームの入射角が鈍角になるにつれて、投射されたビームにより描画されたポイントの形状に収差効果が起こることである。直角に入射するビームにより投射される位置のスクリーン上のポイントは円形のドットとして描画されるが、これよりも大きい入射角のビームにより投射される位置のポイントは楕円形のドットとして描画されることになる。
【００２１】
さらに標識用の満足できる小さい奥行きの内蔵型レーザー投射装置を作り出す試みを制限するのも、また、鈍角の入射角に関係している。スクリーン前の観察者が知覚する投射ポイントの明るさは、投射されたビームが描画するポイントが、スクリーンに対して直角であるときに最大となる。ビームのスクリーンへの入射角が鈍くなるにつれて、描画されるポイントの知覚される明るさが落ちる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明の目的は、ネオンの光強度と鮮明さを持つディスプレイを有し、広い範囲の標識に利用可能な、表示範囲に対する奥行きの割合が適切に釣り合いのとれた内蔵型の改良されたサイン装置を提供することである。
【００２３】
本発明のさらに別の目的は、かかる改良されたサイン装置であって、表示を容易に変更することのできるサイン装置を提供することである。
【００２４】
本発明のさらに別の目的は、かかる改良されたサイン装置であって、アニメーション表示が可能なサイン装置を提供することである。
【００２５】
本発明のさらに別の目的は、かかる改良されたサイン装置であって、比較的短時間で複数の画像を提示することができ、１つのサインで複数の広告を見る人に提示することができるサイン装置を提供することである。
【００２６】
本発明のさらに別の目的は、かかる改良されたサイン装置であって、１対少数および１対１でネットワーク制御に適用可能なサイン装置を提供することである。
【００２７】
本発明のさらに別の目的は、比較的均一な円形のビームスポットの点の描画と、表示面全体における画像の見た目の明るさにおいて、従来技術の限界を克服することである。
【００２８】
これらおよびその他の本発明の目的は、後述する発明の好ましい実施の形態における詳細な記載より、当業者に明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、光強度が高く鮮明な色彩の表示を提示する、ユーザーがデザインした１つ以上の画像を表示するようプログラム可能であり、アニメーションさせることができる、ネットワーク制御に適用可能な内蔵型のレーザー照明サインである。このサインは、レーザーなどの実質的に平行なビームの光源を用いた背面投射型表示装置である。ある実施形態においては、内面反射によって投射された光路を延長することにより、表示寸法に対して奥行きの割合を小さくすることができる。ある実施例においては、投射角の傾きに起因する投射されたドットの歪みは、適切に選択された反射型または屈折型の円柱レンズまたは非球面レンズを使用することにより、収差補正される。好ましい実施の形態においては、傾いて入射する投射ビームは、反復する微小複写プリズムを有するフィルムやプレートなど、適切に設計され配向させた透過型構造体を使用することによって、スクリーンに対してほぼ直角に屈折する。ある好ましい実施の形態においては、ビームの正規化を最適化するために、透過型フィルムやプレートの微小複写プリズムの反復は特定のパターンに配列されおり、微小複写プリズムにおける偏差角やプリズムのピッチは、投射光の入射角にあわせてスクリーンにわたって変化する。傾いて投射された画像の、糸巻形歪、台形歪、アナモルフィック歪は、ソフトによる画像データ前処理、またはハードウェアもしくはソフトウェアによる投射光偏角補正手段のいずれかによって補正される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の、以上で述べた目的およびさらなる目的、効果、特徴、さらには動作方法、関連する構造の要素の機能、部品の組み合わせや製造の経済性は、すべて本明細書の一部である後述する詳細な説明とクレームより添付の図面を参照して明らかとなる。なお、各図面において、同じ参照番号は対応する部品を示す。
【００３１】
一般に、従来のレーザー投射装置は、ガルバノミラーを用いて照射されたレーザー光の偏向を制御し画像を作り出す。図１に示す従来技術の例では、レーザーなどの光源１０２が発する実質的に平行なビームは例えばＡ／Ｏ（音響光学）変調器１０４などの光変調器に入る。Ａ／Ｏ変調器１０４のかわりに、Ｅ／Ｏ（電気光学）機械変調器やその他の変調器を用いてもよい。Ａ／Ｏ変調器１０４を通過した後、ビームは２次元偏向手段であるガルバノスキャナ１０６によって２次元偏向され、スクリーン１０８に投射される。ガルバノスキャナ１０６は、それぞれｘ軸走査とｙ軸走査を行い振動の中心で互いに直交する２本の軸を有する１対のビーム偏向ガルバノミラー１１０，１１２と、ミラー１１０，１１２の角度制御をそれぞれ行う１対のサーボモーター１１４，１１６とを備える。ガルバノスキャナ１０６を用いることにより、スクリーン１０８に投射された偏向ビームはスクリーン表面を移動してベクターグラフィックスを描画する。別の方法として、高速なＸ軸スキャナと、より遅い適切な速度で動作するＹ軸スキャナと、適当な明るさのレーザー光源とを用いることにより、画素としての特定のスクリーンポイントを長時間照明することによりラスターグラフィックスを描画するラスター方式で、偏向ビームがスクリーン全体を走査してもよい。
【００３２】
描画された画像のプログラム制御は、プログラム表示データを時間の経過とともに処理することによって実現され、この処理は、Ｘ軸平行移動のためにミラー１１０の向きを変えさせるサーボモーター１１４を制御するＸ軸位置決めドライバ１２０へＸ軸位置データの連続信号を送信し、Ｙ軸平行移動のためにミラー１１２の向きを変えさせるサーボモーター１１６を制御するＹ軸位置決めドライバ１２２にＹ軸位置データの連続信号を送信する、制御部１１８（通常はデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器である）によって行われる。制御部１１８は、音響光学ドライバ１２４に音響光学変調器１０４を制御させることでビームの強度を制御する。画像のｘ，ｙ位置が照明なしで移動するときになると、制御部１１８は制御信号を音響光学ドライバ１２４へ送信し、音響光学ドライバ１２４は音響光学変調器１０４にビームの送信を完全にやめさせる。
【００３３】
当業者には明らかであるとおり、実質的に平行なビームの光源１０２は、Ｈｅ‐Ｎｅ、イオン、ネオジム・ドープ・イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＮＤ：ＹＡＧ）または、カリフォルニア州サンタ・クララのCoherent，Inc製などのダイオードなど、各種のレーザー光源を備えてもよい。さらに、特にダイオードレーザーなど、レーザーの中には光源において発する光強度が急速に変化するものがあるため、かかる光源を用いる実施形態においては、音響光学連結器１０４のような外部変調器はなくてもよい。さらに、光源１０２はレーザーのみに限らず、ＭＯＰＡ（master-oscillator parametric amplifier）やＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）あるいはアークランプなどの、実質的に平行な光ビームを発する各種の光源を備えてもよいので、当業者に評価される。本明細書中の本発明の記載において「レーザー」とは、実質的に平行なビームを発するそのほかの光源をも含むものとして理解されるべきである。
【００３４】
さらに当業者に好まれるように、強度変調器１０４の機能は、図１に示すように独自で実施してもよいし、図２で詳細に示すように色制御システムの一部として実施してもよい。
【００３５】
表示データは、通常、フロリダ州オーランドのPangolin Laser Systems製のLasershow Designerなどのソフトウェアを用いてコンピュータにより生成される。幾何学補正はかかるソフトウェアによって実現されてもよく、また、ワシントン州ベルビューのLFI International，Inc.製の幾何学補正回路Ｇｅｏ ２．２などを用いて外部で行ってもよい。かかるデータは制御部１１８によって用いられ、投射ビームのｘ，ｙ位置を制御し、以下のようにビームの色を制御する。
【００３６】
本技術分野では周知の通り、制御部１１８の機能は、フロリダ州オーランドのPangolin Laser Systems製のＰＣＩバスボードＱＭ２０００のようなＤ／Ａハードウェアを用いることで実現可能である。かかるハードウェアはドライバ１２０，１２２に位置情報を与え、マサチューセッツ州ケンブリッジのCambridge Technology製のガルバノメータ６８００ＨＰのような制御可能な偏向ハードウェア１１０，１１４および１１２，１１６を駆動させる。
【００３７】
内蔵型バックライトレーザー投射システムである本発明において、投射面１０８として、デンマーク、カールスルンデ（Karlslunde）のDNP Denmark A.S.製Black Beadなど、周辺光レベルが高い場合においても高いコントラストと高解像度を可能とするスクリーン材料を採用している。
【００３８】
投射ビームの色は、本技術分野において周知である各種の方法を用いて変化させることができる。投射ビームの色を変化させる従来技術を示す図２で説明すると、ビームの色は、異なる波長成分の複数のレーザー光源２０２１〜２０２ｎを配し、各光源に配された音響光学変調器２１４１〜２１４ｎ（またはその他の変調方法）により各レーザービームを個別に変調し、ダイクロイックミラー２０４１〜２０４ｎにより光を合成し、結合した光をガルバノスキャナ２０６に導くことによって調整される。スキャナ２０６は、制御部２１０が制御するスキャナドライバ２０８の指示に基づいて、結合された光を照射し、図１に示すようにＸ軸Ｙ軸に沿って投射光を位置付ける。本技術分野で周知の赤・緑・青（ＲＧＢ）の合成技術を、可視スペクトルのほとんどの見た目の色の光を作り出すこのようなシステムに用いてもよい。光の色を見た目に変化させるために光源を結合するために図示された音響光学変調器２１４１〜２１４ｎの配列は、カリフォルニア州パロアルトのCrystal Technology，Inc.製の音響光学変調器型番３１１０‐１２１で提供される。レーザー投射装置の制御は、通常、かかる配列の音響光学変調器２１４１〜２１４ｎを制御するＲＧＢ／強度制御信号をドライバ２１２１〜２１２ｎに送信するために制御部２１０を用い、（図１参照）制御部がｘ−ｙ位置信号をＸ軸Ｙ軸の位置付けのためにドライバに送信すると、投射光において結合される配列中の異なる波長の光の強度を変化させるものである。
【００３９】
当業者には周知の通り、見た目の色が様々な光を照射する別の手段として、フロリダ州メルボルンのNeos technologies，Inc.製の変調器用のPolychromatic Laser Wavelength Modulator System型番Ｎ４８０６２‐２．５‐.５５のような、多染性音響光学変調器（polychromatic acousto-optic modulator：ＰＣＯＡＭ）を用いたものがある。ＰＣＯＡＭにおいては、多染性のレーザービーム（すなわち、様々な波長の光の混合からなる）の入射は、二酸化テルルなどの電子的に同調可能な光学結晶を通過する。特定のＲＦ周波数が結晶に印加され、一次回折される特定の周波数をもたらす。多数の周波数により多数の回折対象のスペクトル線が生じる。結晶の出力面はプリズム角にカットされており、１つの成分の出力ビームとなるように全ての線が重ね合わせられる。各線、すなわち出力ビームの光からなる各周波数の強度は、特定の周波数におけるＦＲパワーの関数である。このようにして、ＰＣＯＡＭは、出力ビームを含む異なる波長の光の強度を変化させ、これによって投射光の見かけの色を制御する。
【００４０】
本発明に戻ると、図３に示すように、内蔵型背面投射型レーザー表示装置は表示範囲の比率に対して奥行きがなく、標識用途に適切である。
【００４１】
スキャナが、１２０度以上の非常に広い偏角範囲を有する場合は、直接装置の背面にあるスキャナから反対側のスクリーンに光を投射することにより、単走査光源で本発明を実施することができる。しかしながら、先に述べたとおり、現行のガルバノスキャナの偏角性能は６０度以下に制限されており、もしスキャナからスクリーンまでのビーム路が短ければ、投射可能範囲のサイズは小さくなる。したがって、本発明は、１つには、比較的小さな奥行きで比較的大きなスクリーン領域を作り出すことによる問題の解決を目指している。
【００４２】
現行のスキャナの偏角の限界による問題の解決方法の可能性としては、それぞれスクリーンの一部だけをカバーする複数のスキャナ源で本発明を構成することである、これにより、スキャナに大きな偏角性能を必要としない。しかしながら、スキャナ部品は本発明中かなり高価な部品でもあり、かかる解決方法は著しいコストの増大につながる。
【００４３】
現行のレーザー投射技術で最も費用効果の高い解決方法は、ビーム路を装置の奥行きよりも大幅に延長することである。本発明の実施形態では、ｘ−ｙスキャンソースをスクリーンの中心から大きくはずれたスクリーン平面の後方に配置することにより、ビーム路を延長しており、また１つ以上の内面反射をｘ−ｙスキャンソースとスクリーンの間にスクリーンの長手方向に沿って配置している。
【００４４】
図４は好ましい実施の形態を図示しており、図４ａは上面図、図４ｂは側面図であり、ビーム路はスクリーンの長手方向に沿って２回平面表面から内部反射している。ｘ−ｙスキャンソース４０２から照射された光はまず反射面４０６から反射面４０８へ反射しポイント４１０（図４ａ）としてスクリーン４０４（図４ｂ）上に投射される。図５は、同じビーム路の、ｘ−ｙスキャンソース５０２から鏡面５０６、鏡面５０８、スクリーン５０４への背面等角図を示す。かかる実施形態の中には、ｘ−ｙスキャンソースがスクリーンの平面から十分に離れて、装置の後方の角に位置しているものもある。
【００４５】
図６は、本発明の本実施形態にかかる、寸法と平面の反射面からの内面反射の数（跳ね返り）が異なる例示的装置における走査角およびビーム歪みの算出例を示している。Ｘ軸Ｙ軸の走査角は全て１０度より小さく、十分に従来のガルバノスキャナの偏角性能の範囲内であるので、当業者に評価される。ここに示された３つの例示的装置のうち、寸法が２４×３６×７インチで内面反射が２つの３つ目の装置は、最小の走査角、跳ね返り数合計、ビーム歪みのバランスが取れており、好ましい。
【００４６】
比較的小さな奥行きでスクリーン領域を比較的大きくする別の解決方法としては、スキャナからビームを反射する適切な曲面形状の鏡を用いるものがある。図７において、ｘ−ｙスキャンソース７０２はビーム７０４，７０６を曲面鏡７１２に照射し、そこから反射ビーム７０８，７１０がそれぞれスクリーン７１８上のポイント７１４，７１６に投射される。曲面鏡７１２からの反射の形状は、投射ビーム７０４と７０６の間の比較的小さな範囲の走査角が、反射ビーム７０８と７１０の間の比較的大きな範囲の走査角となるという効果を有するので、当業者に評価される。さらに、ソース７０２は直接ビーム７０４，７０６が放射されるスキャナを備えてもよいし、またソース７０２は発信元であるスキャナからの１つ以上の内面反射の結果であってもよいので、当業者に評価される。
【００４７】
さらに同じように、小さな奥行きから大きなスクリーン領域へと投射する有効走査角を大きくするのに加えて、１つ以上の曲面形状の鏡を用いたビームの内面反射を役に立ててもよい。奥行きのない単一ソース表示においては、ほかにも図８に関して次にまず取り上げるような内在的な問題があるが、図９で詳細に説明するように、湾曲した鏡面を用いることで解決することができる。
【００４８】
図８で示す奥行きのない単一ソース表示の形状に内在的であるのは、少なくとも表示の一部において、ビームのスクリーンに対する入射角がきわめて傾いているという限界である。かかる傾いた入射により、投射光のポイントは、多かれ少なかれ収差歪の軸が入射ビームのベクターに沿った楕円形状となる。図８ａに示すように、光ビーム８０２は、輪郭が円形のビーム断面８０４を有しているが、スキャナミラー８０６により偏向されてスクリーン８０８上に投射され、投射されたドットは拡大されて画像８１０を楕円形の輪郭で描画する。
【００４９】
本発明の実施形態において、かかる収差は光学的に補正される。図８ｂに、本発明の、投射収差をレーザービームの経路上に位置する屈折光学系によって補正する実施形態を図示する。円形断面８１２を有するビームは、適切に選択され方向付けられた円柱レンズ装置８１４を収差的に通過し、楕円断面８１６を有するビームとなり、スキャナミラー８１８に偏向されてスクリーン８２０上に投射され、比較的丸い円盤形状の画像８２２を描画する。好ましい実施の形態においては、収差補正光学系はビーム（実施形態によって、集束、コリメータ、または発散ビーム）を生じ、その結果生じるビームプロファイルは、スクリーン領域の手前および反対側の双方で鋭角で投射されたとき、回転方向に対称である。図示された実施形態において、かかるビームは、１対の円柱レンズを有する屈折型の円柱レンズ装置８１４によって作り出される。かかるレンズ８１４の焦点距離、当該レンズの間の距離、およびスキャナ８１８とスクリーン８２０から当該レンズまでの距離は、サイン装置の形状および光源８０２とスキャナ８１８の位置によって変化する。
【００５０】
図８ｃは、集束投射ビームを用いた収差補正レンズ装置８１４（図８ｂ）の実施形態の詳細な垂直図であり、幅８２６を有するソースビーム８２４が第１の円柱レンズ８２８を通過するよう導かれている。レンズ８２８は正の焦点距離を有しており、図８ｂの断面８１６に示されるように、収差歪の軸のビーム直径を小さくする。レンズ８２８から発せられる補正されたビームは、投射範囲全体にわたって収差補正が行えるよう、ビームの幅と集束性をさらに調整する第２の円柱レンズ８３０を通過する。第２のレンズ８３０は、正または負の焦点距離を有してもよい。第２のレンズ８３０の焦点距離を選択することにより、第１のレンズ８２８と第２のレンズ８３０の適切な位置が決定される。図示された実施形態では集束しているビーム８３２は、レンズ８３０から出現し、すでに述べたように鏡面を有するスキャナ８３４によって偏向される。
【００５１】
図４および図５を参照して述べたように、ビーム路を延長するために内面反射を用いた実施形態においては、ビーム８３２はスクリーンに入射する前に、少なくとも１つの鏡面で反射される。図８ｃは、２つの内面反射を有し、集束ビームのプロファイルを用いたこのような実施形態の、ビーム路を展開した様を図示している。集束ビーム８３２は、第１の鏡面 ８３６により第２の鏡面 ８３８へと反射される。ビームは、手前側８４２から反対側８４４へとスクリーン８４０の表面領域に投射される。集束ビーム配置が用いられる場合、装置の光学系をビーム８３２の集束ポイントがスクリーンの向こうに位置し、投射ビームのドットが丸い形になるように構成すると効果的である。いずれにせよ、ビーム８３２（該当する場合）の正確な焦点は、所望の投射されるドットのサイズに基づいて選択される。
【００５２】
図７に示すように湾曲した反射ミラーを用いた光ビーム路がもっと短い実施形態、特に単一の直接投射された広い偏角のソースを用いた実施形態においては、要求される収差補正の量は、ソースに対して直角に投射される場所ではゼロから、スクリーン位置がソースから見て末端である場合にはかなりの量といったように、スクリーン表面にわたって大きく変化する。さらにこのような実施形態においては、スクリーン上に拡大する方向も、スクリーン上のビーム入射に直交するポイントから放射状方向に、変化する。光学補正レンジング８１４（図８ｂ）は、本発明の教示を守るのに必要な収差補正を行うために適切に選択することができる。
【００５３】
光学上の要件によって、レンジング８１４（図８ｂ）、８２８、８３０ （図８ｃ）は、ニュージャージー州バリントンのEdmund Industrial Optics製のTech Spec（商標）シリーズの屈折レンズから選択してもよい。
【００５４】
さらにまた、上の議論からは光源とスキャナの間に投射ビームの収差補正を用いる実施形態に導かれるのであるが、代わりに収差補正をスキャナとスクリーンの間で行うように構成されたその他の実施形態でもよいので、当業者に評価される。この目的専用のレンジングをスキャナとスクリーンの間で収差補正を行うために用いることができる。かかるレンジングは屈折型でもよいし、適切な曲面鏡の反射面を有する特殊な反射型のレンジングを備えてもよいので、当業者に評価される。
【００５５】
図８ｂに戻ると、反射手段は、屈折手段８１４同様、図９においてさらに詳細に述べるように、円形の輪郭の断面８１２を有するビーム８０２を楕円の輪郭の断面８１０を有するビームに変換するために用いてもよいので、当業者に評価される。
【００５６】
図９ａは、本発明の好ましい実施形態の後部断面図であり、スキャナとスクリーンの間に配された湾曲した反射面が、有効走査角を向上させると同時に投射ビームの断面の偏心の収差補正という二つの目的を果たすために用いられている。鏡面スキャナ９０２は、湾曲した鏡面９０６にビーム９０４を反射する。図中の実施形態において、面９０６は、スクリーン９２４の平面方向に軸を有する凹状円柱ミラーである。ビーム９０４は、面９０６で反射されてビーム９０８となり、反射面９１０に入射する。この実施形態では、面９１０もまた、スクリーン９２４の平面方向に軸を有する凹状円柱ミラーである。
【００５７】
ビーム９０８は、ミラー９１０で反射されてビーム９１２となり、反射面９１４に入射する。面９１４はスクリーン９２４の平面に直交する方向に軸を有する凸状円柱ミラーである。ビーム９１２は、次にミラー９１４反射されてビーム９１６となり、反射面９１８に入射する。ミラー９１８は、凹状円柱反射器であり、同じくスクリーン９２４の平面に直交する方向に軸を有する。ビーム９１６はミラー９１８で反射されてビーム９２０となり、ドット９２２としてスクリーン９２４に入射する。
【００５８】
図９ｂは、上述の反射路にそって投射されたビームのビーム路を図示している。すぐにわかるように、この実施形態では、奥行きの小さい単一ソース表示に必要とされる投射ビームの有効走査角を大きくする機能を持つ。鏡面を有するスキャナ９０２から発せられて反射面９０６に入射する走査角が比較的狭いビームは、面９０６、９１０，９１４，９１８の反射光学系により拡大し、スクリーン９２４に対する広く分散したコリメートビーム入射９２２となる。
【００５９】
好ましい実施の形態においては、屈曲した鏡面は、比較的狭い走査角から発せられる広く分散したビームを可能にするだけでなく、投射ビームの断面の偏心の収差補正の機能を果たす。図９ｃでは、鏡面スキャナ９０２は、装置内の反射光路とほぼ同一平面内にある軸に沿った凸状円柱屈曲である鏡面９０６によって反射された円形の断面９２６を有するビームを照射する。面９０６に反射されたビームは、狭くなる楕円形の断面９２８，９３０を有し、その後さらに、同じく装置内の反射光路とほぼ同一平面内にある軸に沿った凸状円柱屈曲である第２の鏡面９１０によって反射される。面９１０により反射されたビームはほぼコリメートされ、狭くなる断面９３２を有する。このビームは、装置内の反射光路の面にほぼ垂直な軸に沿った凸状屈曲である鏡面９１４で反射され、さらに楕円状となった断面９３４，９３６のビームとなる。最終的に、ビームは、装置内の反射光路の面にほぼ垂直な軸に沿った凹状屈曲である鏡面９１８で反射される。面９１８により反射されたビームは、スクリーン９２４に傾いて入射する。
【００６０】
面９１８によるビームの反射の光学的な結果は、ビームのコリメーションであり、スクリーン９２４の幅に沿って比較的均一に細長い楕円形の断面９３８を有するビームとなる。この、スクリーン９２４の表面上の比較的変化のない傾きの、均一な細長い楕円の入射は、スクリーン領域全体にわたって比較的均一な寸法のほとんど円形の投射９４０となる。
【００６１】
図８および図９を参照して説明した固定光学系による補正に加えて、投射ビームの断面の偏心と方向は、適切に構築された光学補正装置を動的に調整する電気機械的な手段により変化してもよい。図８ｂにおいて、かかる調整可能な偏心は、スクリーン８２０上の画像８２２の任意の位置に必要とされる収差補正を実現するために必要となる、光ビーム８０２に対するレンズ８１４の方向を調整することによって実現することができる。レンズ８１４に連結されたガルバノメータ平行移動装置などの適切な電気機械技術は、スクリーン位置依存のドライバとともに、任意のスクリーン位置の正確な収差補正を行うために用いることができるので、当業者に評価される。さらに、そのほかの光学的・機械的手段を用いて、任意のスクリーン位置における投射ドットを比較的円形にするための要件に合うように、ビーム補正の偏心と方向を変化させることができるので、当業者に評価される。
【００６２】
各種の実施形態における投射ビームの入射角が傾いていることからくるさらに別の限界は、スクリーンから発せられる光の角度が直角から変化するにつれて、表示の前で見る人に知覚される投射されたスポットの明るさが減少するという事実である。したがって、本発明の好ましい実施の形態では、スクリーン材料を透過する前に傾いた入射ビームを屈折させて投射スポットの明るさを向上させる構造を採用している。かかる目的にあった構造としては、ミネソタ州セントポールのMinnesota Mining and Manufacturing Corporation製のVikuiti（商標）などの透過型直角フィルムやその変形例がある。図１０ａに、プリズム状のラインが反復する微小複写パターン１００２を備えるこのような光透過型フィルムを示す。図１０ｂに、改良された微小複写プリズムの断面図を示す。同図において、光源１００４は傾いた入射光ビーム１００６を発し、これがマイクロプリズム１００８によって屈折され、スクリーン材料１０１２にたいしてほぼ直交するビーム１０１０として出てくる。Vikuiti(商標)では、膜厚は１５５μｍ、プリズムのピッチは５０μｍ、マイクロプリズム偏差角は７１°であり、これによって０°〜２０°の角度での光の入射の正規化が可能となる。図１０ｂに示すマイクロプリズムのフィルムは改良されており、各プリズムの上端部は取り除かれて、光源から末端のポイントに向かうことになっている傾いた光が、光源近傍のプリズムの上端部を通らないようになっている。
【００６３】
図１０ａで示す線型に配列された一連の均一なマイクロプリズムは、比較的均一な傾いたビームがスクリーン表面にわたって入射する実施形態（上記図３および図４を参照して説明した内部的に反射する実施形態のような）においてビームを正規化するのに十分であるが、スクリーン上に入射するビームの角度の変化が大きい場合には、線型に配列されたマイクロプリズムは歪みの軸が大きく変化する場合のビームの正規化に最適化されていないため、発せられたビームの角の正規化には別のマイクロプリズムの配列が必要となる。すでに述べたように、スキャナからスクリーンに直接に投射されるビームを用いる実施形態においては、照明された位置がスキャンソースに対して直交する場合にはビームがスクリーンに直角に入射するが、そのようなポイントから放射状に進むと、ビームの入射は次第に傾いてくる。より複雑な配列が、図７を参照して説明した曲面鏡を用いた実施形態に当てはまる。広い範囲でビーム入射が変化するこのような施形態において、発せられたビームを正規化するよう構成された透過型直角構造体は、表示領域の表面にわたるビームの入射角に対して適切にマイクロプリズムの偏差角を変化させなければならないので、当業者に評価される。好ましくは、マイクロプリズムは、スクリーン上の各位置において、光の入射軸に対して直交するように配列される。図９を参照して説明した実施形態は、具体的には図９ｂを参照すると、スクリーンに向かって投射されるビームは、装置光学系によって並行にされるので、スクリーンの表面全体にわたって実質的に同じ歪み軸を有し、これによって図１０ａに図示されるような線型に配列されたマイクロプリズムが、スクリーンの表面全体にわたって許容範囲の均一なポイントの明るさを得るために十分に入射ビームを正規化する機能を果たすという効果を持つ。
【００６４】
図１に戻ると、本発明の各実施形態の形状は、それぞれ画像を最小限の歪みで描画するために制御部１１８に与えられる表示データの補正に、特有の補正を必要としてもよいので、当業者に評価される。長いビーム路とビーム路に直交するスクリーンを有するレーザー投射システムに適切なデータから初まって、例えば図３および図４を参照して説明した内面反射する実施形態を考慮すると、通常、かかるデータの台形補正が、画像を最小限の歪みで描画する実施形態に必要となる。その他の実施形態においては、糸巻形補正やアナモルフィック補正を含むその他の補正方式を必要としてもよいので、当業者に評価される。かかる補正は、表示データのソフトウェア処理を本発明に与える前に実行することによって、または、装置内においてオンザフライで補正を行うソフトウェアおよびハードウェアによって実現される。かかる補正に適切なハードウェアとしては、上述のワシントン州ベルビューのLFI International，Inc.製のＧｅｏ ２．２がある。
【００６５】
上記の形状補正システムは、補正前のＸ軸とＹ軸の入力の代数関数として補正されたＹ軸の入力の出力を与えるもので、ベクターベースの表示に適切である。例えば、簡単な形状補正システムの例でのＸ軸出力は、代数で、ｘとｙがソース信号であり、ｘｓｃａｌｅとｘｋｅｙが補正定数であり、ｘ’が補正後のＸ軸信号であるとき、ｘ’＝（ｘｓｃａｌｅ＋ｘｋｅｙ×ｙ）×ｘとなる。これらの代数関数は、ｘ’＝ｆｘ（ｘ，ｙ）およびｙ’＝ｆｙ（ｘ，ｙ）として一般化することができる。すなわち、Ｘ軸とＹ軸の出力は、それぞれ、Ｘ軸とＹ軸の入力の代数関数である。
【００６６】
また、ラスターベースの表示技術に関する本発明の実施の形態は、Ｘ軸補正の強度／ＲＧＢ信号のタイミングを調整し、必要に応じてＹ軸信号を修正することにより、表示された画像を効果的に補正する。
【００６７】
Ｘ軸補正において、タイミングは、スキャナの慣性やスキャナの周波数特性の限界などの結果として、投射角、形状、およびＸ軸スキャナの移動率が変化しても、空間的に一定の画素構成を与えるように調整される。例えば、方向を変更する準備のためにスキャナの角度回転の速度が落ちるにつれて、スキャナの速度が落ちても空間的に均一の画素を与えられるように、強度／ＲＧＢ信号を駆動する「ピクセルクロック」の周波数も同じく減少する必要がある。同様に、補正のない状態では水平方向に伸びて見える領域の「ピクセルクロック」のレートを上げ、水平方向に圧縮されて見える領域ではレートを下げることによって、収差補正または「直線性」補正が実現できる。クロックレートは、ｘ’が測定されたピクセルを基準とした現在の水平位置であり、ｘがスキャナによって位置決めされたビームの実際の水平位置であり、ｔが経過時間であるとき、ｘ’＝ｆ（ｘ，ｔ）に調整される。Ｙ軸補正については、入ってくるＹ軸信号は、ピクセルクロックが決定したＸ位置であるｘ’に応じて調整され、代数では、ｙ’＝ｆ（ｘ’，ｙ）となる。
【００６８】
ここに記載の発明は、広い範囲の標識に使用可能な、ネオンの光強度と鮮明さを有する表示を行う、内蔵型で表示領域に対する奥行きの割合が適切に釣り合う、改良されたサイン装置を提供するものであることがわかる。図１に戻ると、このサインによって提示される表示は制御部１１８に与えられるプログラムの表示データに基づく。任意の表示データのセットから描画される表示は静止画像に限らず、複数の画像やアニメーションの提示を行ってもよく、この効果はすでに述べたとおりである。
【００６９】
さらに、このサインによって提示される画像はプログラム可能な表示データによって決定されるため、本発明は、標識などの広い範囲のビジネス方法を可能とする。本発明は、様々な入力方法による、迅速で経済的な個別のサインのプログラムを可能にする。例えば、総合入力機器、パーソナルコンピュータ、ラップトップのシリアルインターフェースなどを用いて、サインの表示データをその場で作り上げるようにしてもよい。ディスケット、スマートカード、携帯型ＵＳＢ記憶装置などの、可搬型媒体から表示データをその場で入力する実施形態としてもよい。特に効果的な実施形態としては、例えば銅回線や光ファイバ接続などの回線接続、またはＩＥＥＥ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ８０２．１１ｇなどの無線接続を介したＩＰアドレス指定による遠隔制御やネットワーク制御に対応させてもよい。
【００７０】
図１１に、複数のサインのネットワークを示す。サーバーコンピュータ１１０２のブロードキャスト制御のもとで、サイン１１０４ａ〜１１０４ｄは同一の内容を表示するようにプログラムされる。サイン１１０６は、固有の内容を表示するよう、サーバーコンピュータ１１０２から個別にアドレス指定されている。サーバー１１０２は無線アクセスポイント１１０８に接続しており、サイン１１１２と１１１６に、それぞれ無線ネットワーク接続１１１０と１１１４を介して、無線制御データをブロードキャストする。当業者には明らかであるとおり、本発明は、これらに加えて、ネットワーク技術において知られているその他の無数のプロトコルや技術を用いて、ネットワーク通信とサインの制御を可能にする。
【００７１】
かかる実施形態は商業やビジネス上の要求と連携して、多数のサインのグループの再プログラムをブロードキャストすることを可能にするばかりでなく、タイムリーな標識を１対１および１対少数でナローキャストすることも可能であり、現在のビジネスおよび市場の要求に合わせた広告、また様々な場所のサインに応用することもできる人口動態に合わせた広告を配信するという効果があることは明らかである。
【００７２】
上述の記載の多くは、標識に本発明を応用した場合についてのものであるが、本発明が教示する改良やその装置はラスターベースのテレビ技術にも効果的に使用することができることは、当業者には明らかである。すなわち本発明は、光強度のある鮮明な表示ができ、画像の歪みが最小限に最適化され、内蔵型であるためＸ線上で用いるのが好ましく、表示領域に対する奥行きの割合が適切に釣り合いの取れた、家庭用のバックライト型レーザーテレビ装置を可能とする。
【００７３】
上述の詳細な説明においては具体例が多く記載されているが、これらは本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の現時点での好ましい実施の形態のいくつかを実例としてあげたにすぎない。その他の各種の実施形態や派生する形態も範囲に含まれるものであり、その多くは一般論として上述されている。
【００７４】
本発明は、ある程度詳細に記載されているが、その要素は、当業者によって、本発明の精神と範囲を超えることなく変更可能であることは認識するべきである。したがって、本発明は、ここに記載の具体的な形態に限定されるものではなく、その逆に、その代替物、修正物、等価物も当然に本発明の範囲に含まれることを意図している。本発明は、以下のクレームおよびこれに相当するものによってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】従来のレーザー投射システムを示す図である。
【図２】異なる色の投射光を実現するために複数の光源を組み合わせることができる従来技術を示す図である。
【図３】本発明の正面図である。
【図４ａ】２つの内面反射を用いてビーム路を延長した本発明の実施形態のビーム路を示す図である。
【図４ｂ】２つの内面反射を用いてビーム路を延長した本発明の実施形態のビーム路を示す図である。
【図５】図４に示すビーム路の等角図である。
【図６】寸法と内面反射が異なる装置における走査角およびビーム歪みの算出の例である。
【図７】投射光の反射に曲面鏡を用いた実施形態の上面図である。
【図８ａ】本発明が教示する、傾いた投射による投射ドットの収差補正を示す図である。
【図８ｂ】本発明が教示する、傾いた投射による投射ドットの収差補正を示す図である。
【図８ｃ】本発明が教示する、傾いた投射による投射ドットの収差補正を示す図である。
【図９ａ】投射光の反射および投射ドットの収差補正に複数の曲面を用いた実施形態の図である。
【図９ｂ】投射光の反射および投射ドットの収差補正に複数の曲面を用いた実施形態の図である。
【図９ｃ】投射光の反射および投射ドットの収差補正に複数の曲面を用いた実施形態の図である。
【図１０ａ】反復する微小複写プリズムを有する光ビーム入射透過型直角フィルムを示す図である。
【図１０ｂ】反復する微小複写プリズムを有する光ビーム入射透過型直角フィルムを示す図である。
【図１１】ネットワーク制御において１対少数または１対１の対応で動作する複数のサイン装置の一実施形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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