(57)【要約】第１出力マトリクスを与えるように画像の各々の画素のために与えられる階調値に比例するそれぞれの画素に基づく光を変調する第１イメージャと、光の変調画素の前記第１出力マトリクスを受け入れるように、そして画像の各々の画素のために与えられる第２階調値に比例するそれぞれの画素に基づく第１イメージャからの光の個々の変調画素を変調するように位置付けられた第２イメージャと、を有する画像投影システムについて開示されている。
2008517327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調輝度を有する光画素のマトリクスを有する画像を投影するための画像投影システムであって：
第１出力マトリクスを与えるように前記画像の各々の画素のために与えられる階調値に比例するそれぞれの画素に基づく光を変調する第１イメージャ；並びに
光の変調画素の前記第１出力マトリクスを受け入れるように、そして前記画像の各々の画素のために与えられる第２階調値に比例するそれぞれの画素に基づく前記第１イメージャからの光の個々の前記変調画素を変調するように位置付けられた第２イメージャであって、前記第１イメージャ及び前記第２イメージャの一は有機発光ダイオードイメージャである、第２イメージャ；
を有する画像投影システム。
【請求項２】
請求項１に記載の画像投影システムであって、前記第１イメージャ及び前記第２イメージャの一はＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）イメージャである、画像投影システム。
【請求項３】
請求項１に記載の画像投影システムであって、前記第２イメージャの対応する画素に前記第１イメージャの各々の画素からの変調光出力を方向付けるリレーレンズ系を更に有する、画像投影システム。
【請求項４】
請求項３に記載の画像投影システムであって、前記リレーレンズ系は対称的である、画像投影システム。
【請求項５】
変調輝度を有する光画素のマトリクスを有する画像を投影するための光投影システムであって：
第１出力マトリクスを与えるように前記画像の各々の画素のために与えられる階調値に比例するそれぞれの画素に基づく光を変調する第１イメージャ；並びに
光の変調画素の前記第１出力マトリクスを受け入れるように、そして前記画像の各々の画素のために与えられる第２階調値に比例するそれぞれの画素に基づく前記第１イメージャからの光の個々の前記変調画素を変調するように位置付けられた第２イメージャであって、前記第１イメージャ及び前記第２イメージャの一は有機発光ダイオードイメージャである、第２イメージャ；
を有する光投影システム。
【請求項６】
請求項５に記載の光投影システムであって、前記第１イメージャ及び前記第２イメージャの一はＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）イメージャである、光投影システム。
【請求項７】
請求項５に記載の光投影システムであって、前記第２イメージャの対応する画素に前記第１イメージャの各々の画素からの変調光出力を方向付けるリレーレンズ系を更に有する、光投影システム。
【請求項８】
請求項７に記載の光投影システムであって、前記リレーレンズ系は対称的である、光投影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、投影ディスプレイに関し、特に、二段式投影アーキテクチャを有する投影ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、リアプロジェクションテレビ（ＲＰＴＶ）のようなイメージング装置において広く行き渡っている。ＬＣＤシステムにおいては、投影された光は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）により偏光され、画素のマトリクスを有する光エンジン又はＬＣＤイメージャの方に方向付けられる。このような仕様を通じて及び関連技術の方法と一貫性をもって、用語“画素”は、画像の小さい領域又はドット、即ち、対応する光透過部分及びその光透過を生成するイメージャの部分を指定するように用いられる。
【０００３】
イメージャの各々の画素は、離散的に変調される光信号又は画素のマトリクスを構成するイメージャ又は光エンジンに入力される階調率にしたがってイメージャに入射する光を変調する。変調された光信号のマトリクスは、イメージャから反射され又は変調され、ディスクプレイスクリーンに変調された光を投影し、視認可能な画像を生成するように光の画素を組み合わせる投影レンズ系の方に方向付けられる。このシステムにおいては、画素間の階調変化は、画像信号を処理するように用いられるビット数により制限される。明状態（即ち、最大光）の暗状態（即ち、最小光）に対するコントラスト比は、イメージャにおける光のリークにより制限される。
【０００４】
既存のＬＣＤシステムの主な不利点の１つは、暗状態において光量を減少させることが困難であることであり、その結果、優れたコントラスト比を与えることが困難であることである。その理由の１つは、ピクチャのコンテンツがどのようなものであれ、そのＬＣＤシステムのバックライトは常にオンであることである。
【０００５】
更に、入力においては、光のフルスケールを表すビット数が固定されている（例えば、８、１０等）ため、ピクチャの暗領域における僅かな違いを表すように利用可能であるビット数は非常に少ない傾向にある。このことは、擬似輪郭に繋がる可能性がある。
【０００６】
特に暗状態における映像画像についてのコントラスト比を改善し、アーティファクトに遭遇することを低減する投影システムが必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、二段式投影アーキテクチャを用いてそれぞれの画素に基づいて光信号の改善されたコントラスト及び輪郭を有し、それ故、全ての映像ピクチャを改善する投影システムを提供する。本発明の例示としての実施形態においては、この投影システムは、第１出力マトリクスを与えるように、画像の各々の画素のために与えられる階調値に比例する、それぞれの画素に基づいた光を変調するように有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）である第１イメージャを有する。第２イメージャは、画像の各々の画素のために与えられる第２階調値に比例する、それぞれの画素に基づいた第１イメージャからの光の変調画素の第１出力マトリクスを受け入れるように位置付けられている。第２イメージャの各々の画素は、第１イメージャにおける対応する画素の変調光出力比例する強度の光出力及び第２イメージャにおけるその画素についての選択された階調値を与える。
【０００８】
本発明については、以下、図に関連付けて詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、改善されたＬＣＤコントラスト及び暗プログラム材料における減少された“擬似輪郭”のために“二段式”方法を提供する。本発明は、ＬＣＤイメージャに入力される光を画素毎に変調するように有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を用いることにより、それを達成する。そのＯＬＥＤイメージャは、ＬＣＤイメージャと同じピッチを有し、その目的は、ＬＣＤパネルをバックライティングし、ＬＣＤパネルのコンテンツを変調するように、二重化することである。
【００１０】
本発明は、ＬＣＤイメージャ及びＯＬＥＤイメージャの組み合わせを用いる二段式投影システムを提供する。本発明の例示としての実施形態においては、図１に示すように、二段式投影システムは、ＯＬＥＤイメージャ３０を有する第１イメージング段階と、ＯＬＥＤイメージャ３０において先行して変調された出力を時間的に変調するためにＯＬＥＤイメージャ３０の変調出力を受け入れるように備えられているＬＣＤイメージャ７０を有する第２イメージング段階とを有する。
【００１１】
第１イメージャは、第１出力マトリクスを与えるように画像の各々の画素のために与えられる階調値に比例するそれぞれの画素に基づいた光帯域を変調する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）である。第２イメージャは、画像の各々の画素のために与えられる第２階調値に比例するそれぞれの画素に基づいた第１イメージャからの光の変調画素の第１出力マトリクスを受け入れるように位置付けられている。第２イメージャの各々の画素は、第１イメージャにおける対応する画素の変調光出力に比例する強度の光出力と、第２イメージャにおける対応する画素のための選択された階調値とを与える。
【００１２】
レンズアレイ５０は、第１イメージング段階と第２イメージング段階との間に備えられている。そのレンズアレイは、ＬＣＤ７０の対応する画素に第１ＯＬＥＤ３０からの光の個々の画素を投影する。適切なレンズアレイについては、第２イメージャ７０が第１イメージャ３０と同じであるシステムについての、同時係属の米国特許出願公開第０３／３７９７８号明細書（２００３年１１月２６日に出願され、発明の名称は“Ｔｗｏ−Ｓｔａｇｅ  Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ”である）に記載されていて、その明細書におけるシステムにおいては、第２イメージャ７０は第１イメージャ３０と同じサイズであり、それにより、一致した拡大を有する。
【００１３】
図１を参照するに、このシステムにおいては、拡散器１００における特定の画素（ｉ，ｊ）の光出力は、次式のように、ＬＣＤイメージャ７０における所定の画素に入射する照明マトリクス（ＯＬＥＤイメージャ３０）の（ｉ，ｊ）画素により出射される光と、ＬＣＤ画素により選択された階調と、照明マトリクスにより選択された階調との積により与えられる。
【００１４】
Ｌ＝Ｌ０ｘＧ１ｘＧ２
ここで、Ｌ０は所定の画素についての定数（その画素における最大駆動電流の関数）である。それ故、光出力は、実際には、各々のイメージャにおけるこの画素により選択された階調により決定される。階調を最大値１に正規化し、各々のイメージャが非常に適度なコントラスト比２００：１を有することを前提とする場合、画素の明状態は１であり、画素の暗状態は１／２００（リークのために０ではない）である。それ故、組み合わされたシステムにおいては、
Ｌｍａｘ＝１ｘ１＝１
と
Ｌｍｉｎ＝０．００５ｘ０．００５＝０．００００２５
との間の輝度範囲を有し、このことは、コントラスト比１／０．００００２５：１＝４０，０００：１を与える。また、利用可能な大きいビット数（２ｘ（イメージャのビット深さ））を有するため、殆ど、輪郭を低減することができる。
【００１５】
アドレッシング深さの改善は、１つのＬＣＤパネルシステムにおけるものと同じ信号がＯＬＥＤマトリクス及びＬＣＤマトリクスのドライバの両方に適用されるために、アドレッシングの帯域幅を２倍にすることによっては更に得られない。
【００１６】
他の有利点は、暗状態にある又はオフである画素は、従来のバックライティングよりかなり小さい消費電力を有するか又は画素がオフである場合に全く消費電力を有しないことである。
【００１７】
この機能の重要な要素は、２つのイメージャ間のイメージングアレイレンズシステムである。そのイメージングアレイレンズシステムの機能は、拡散器に照明マトリクスの各々の画素をイメージングすることであり、同時に、そのイメージングアレイレンズシステムは、クロストークを回避するように隣接画素に波及する光を伴わずにＬＣＤマトリクスの対応する画素を照明する。それにより、照明マトリクスの各々の画素により出射される放射は、図１に示すデザインにおいては、±１４°の円錐に制限される必要がある。
【００１８】
カラー化するために可能な２つの構成が存在する。それらの一は、照明マトリクスがＲＧＢ画素を有し、ＬＣＤマトリクスが対応するＲＧＢカラーフィルタを有しない構成（図１に示す）であり、他の一は、照明画素は白色光を出射し、変調ＬＣＤマトリクスはＲＧＢトリプレットを有する必要がある構成である。
【００１９】
上記においては、本発明を実施するための実施形態の一部について明らかにした。更なる他の実施形態が、本発明の範囲から逸脱することなく可能である。それ故、上記説明は例示であって、制限的なものではないとみなされ、本発明の範囲は、同時提出の特許請求の範囲と共にそれと同等な範囲により与えられることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の例示としての実施形態にしたがった二段式投影アーキテクチャを有するＬＣＤ投影システムのブロック図である。
【図１】
2008517327.tif 000003
【国際調査報告】
2008517327.tif 000004
2008517327.tif 000005
2008517327.tif 000006