(57)【要約】  プロジェクタレンズを持つプロジェクタにおいて利用される立体偏光変調器デバイスが提供されるデバイスは、少なくとも１つのｐｉセルまたはｐｉセル電子光学変調器と、ｐｉセルに近接して搭載されるワイヤグリッド偏光子とを備える。設計は、ｐｉセルとワイヤグリッド偏光子との間に位置するクリーンアップ偏光子を備え、オプションとして、ワイヤグリッド偏光子とプロジェクタレンズとの間に、保護窓を備える。デバイスは、プロジェクタレンズの軸とは実質的に異なる角度で配向されうる。結果生じるデバイスは、気流用に空隙を有し、先行技術製品と比べて特に加熱面において向上した性能を提供することができる。  【選択図】  図５
2010532006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクタレンズを持つプロジェクタにおいて利用される立体偏光変調器デバイスであって、
少なくとも１つのｐｉセルと、
少なくとも１つのｐｉセルに近接して搭載されるワイヤグリッド偏光子と
を備えるデバイス。
【請求項２】
各ｐｉセルは、別のｐｉセルに近接しており、
前記ワイヤグリッド偏光子は、１つのｐｉセルと前記プロジェクタレンズとの間に位置している請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記少なくとも１つのｐｉセルと前記ワイヤグリッド偏光子との間に位置するクリーンアップ偏光子をさらに備える請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記ワイヤグリッド偏光子の上の電極は、前記ワイヤグリッド偏光子の、前記プロジェクタレンズに最も近接している側に位置している請求項２に記載のデバイス。
【請求項５】
前記ワイヤグリッド偏光子と前記プロジェクタレンズとの間に、保護窓をさらに備える請求項３に記載のデバイス。
【請求項６】
前記少なくとも１つのｐｉセル、クリーンアップ偏光子、およびワイヤグリッド偏光子の間には、実質的に間隙がない請求項３に記載のデバイス。
【請求項７】
前記ワイヤグリッド偏光子は前記保護窓から離れており、前記保護窓は前記プロジェクタレンズから離れている請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記プロジェクタレンズは、投影軸沿いに配向されており、前記少なくとも１つのｐｉセルおよびワイヤグリッド偏光子は、実質的に前記投影軸からオフセットされている部材軸沿いに配向されている請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１つのｐｉセルおよび前記ワイヤグリッド偏光子を、前記プロジェクタレンズから離れた配向に維持する搭載ハードウェアをさらに備える請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
立体画像を投影する方法であって、
プロジェクタレンズを介して光エネルギーを投影する段階と、
前記光エネルギーをワイヤグリッド偏光子で受け取り、偏光エネルギーを透過させる段階と、
前記偏光エネルギーを少なくとも１つのｐｉセルで受け取り、結果生じる光エネルギーを透過させる段階と
を備える方法。
【請求項１１】
前記ワイヤグリッド偏光子からの偏光エネルギーは、前記少なくとも１つのｐｉセルで受け取られる前にクリーンアップ偏光子へと送られる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ワイヤグリッド偏光子の上の電極は、前記ワイヤグリッド偏光子の、前記プロジェクタレンズに最も近接している側に位置している請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記プロジェクタレンズからの光エネルギーは、前記ワイヤグリッド偏光子で受け取られる前に保護窓へと送られる請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのｐｉセル、クリーンアップ偏光子、およびワイヤグリッド偏光子の間には、実質的に間隙がない請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ワイヤグリッド偏光子は前記保護窓から離れており、前記保護窓は前記プロジェクタレンズから離れている請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記プロジェクタレンズは、投影軸沿いに配向されており、前記少なくとも１つのｐｉセルおよびワイヤグリッド偏光子は、実質的に前記投影軸からオフセットされている部材軸沿いに配向されている請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのｐｉセルおよび前記ワイヤグリッド偏光子を、前記プロジェクタレンズから離れた配向に維持する請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
第１の摩擦方向を有する第１のｐｉセル電子光学変調器と、
前記第１の摩擦方向とは異なる第２の摩擦方向を有する第２のｐｉセル電子光学変調器と、
前記第１のｐｉセル電子光学変調器および前記第２のｐｉセル電子光学変調器のうち少なくとも１つに近接して配置され、プロジェクタレンズから光エネルギーを受け取り、前記第１のｐｉセル電子光学変調器および前記第２のｐｉセル電子光学変調器へと偏光エネルギーを透過させるワイヤグリッド偏光子と
を備える偏光変調器デバイス。
【請求項１９】
前記第１のｐｉセル電子光学変調器および前記第２のｐｉセル電子光学変調器のうち少なくとも１つと、前記ワイヤグリッド偏光子との間に位置するクリーンアップ偏光子をさらに備える請求項１８に記載の偏光変調器デバイス。
【請求項２０】
前記ワイヤグリッド偏光子と前記プロジェクタレンズとの間に保護窓をさらに備える請求項１８に記載の偏光変調器デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、立体動画投影技術分野に係り、より詳しくは、ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）を用いる機能特性が向上した偏光スイッチまたは変調器に係る。
【背景技術】
【０００２】
立体動画投影は偏光による画像選択法により行われることが多い。偏光透過の重要な一例に、ＲＥＡＬ  Ｄ／ＳｔｅｒｅｏＧｒａｐｈｉｃｓ  ＺＳｃｒｅｅｎ（登録商標）を用いたものがあるが、これは、それぞれ発行済みおよび係属中の特許文献である米国特許第４，７９２，８５０号明細書、および、米国特許出願第１１／４３０，５９８号明細書に記載されている。ＺＳｃｒｅｅｎ変調器は、プロジェクタ上に搭載され、製造ユニットがプロジェクタ本体に直接搭載されて、投影レンズの正面に垂設されている。
【０００３】
ＺＳｃｒｅｅｎの重要な課題の１つが、６０から７０年もの間、市販されているシート偏光子（sheet polarizer）である。シート偏光子は、可視光の少なくとも半分を吸収することで偏光を生成するので、吸収型偏光子とも称される。吸収された光エネルギーは、偏光子を加熱するので、ＺＳｃｒｅｅｎの実施形態では、冷却ファンが必要となる。ファンがあったとしても、利用される染料の褪せ易い性質により、偏光子は経時的に退色して、望ましい性質を失う。ファンなしで偏光子を現代のシアター用映画投影機に利用すると劣化が早い。
【０００４】
変調器のサイズは、投影機からの放射束を放散する必要性に重きを置いて設計されており、重量があり嵩張る性質からデバイスをレンズ自身に搭載することができないので、プロジェクタ本体へ搭載される必要がある。投影ビームの面積ひいてはフラックス密度は、離れた位置ではより大きくなるので、変調器をレンズから離れた位置に搭載することにより、より多くの放熱が可能となる。プロジェクタの製造業者同士は、互いに異なる形状因子を用いる業者もあり、プロジェクタ毎に別の搭載スキームが必要になる。しかし、レンズに直接搭載できる程度にＺＳｃｒｅｅｎを軽量にするべく、ほぼ全てのレンズが同じ外寸を有する。
【０００５】
高いコントラスト比（ダイナミックレンジとしても知られている）を得るには、染料材料（dye stuff）シート偏光子の透過性を低減する必要があり、このようなシート偏光子は比較的透過性が低い。スクリーンへの集光は、映画投影の重要な性能パラメータである。必要なコントラスト比を有するシート偏光子は、約４０パーセントの透過性を有する。理論的には、この種類の偏光子は、５０パーセントの透過性を達成することができるが、実際には、前述したように染料材料シート偏光子はこのレベルの透過性を、望ましいコントラスト比で達成することができない。加えて、シート偏光子は、ある程度の濁度を有しているために、画像ＡＮＳＩ（アメリカ規格協会）コントラスト（チェッカボードパターンを利用する標準計測法）が低い。ＡＮＳＩコントラストは、偏光子コントラスト比とは違っており、画像内の暗から明への値の範囲を決定する客観的方法のことである。
【０００６】
現在のＺＳｃｒｅｅｎセットアップの電子光学系は、放熱可能な大きな表面積を必要としている。故に、ＺＳｃｒｅｅｎデバイスは、ここで述べる理由から、嵩張り、且つ重いものとなり、より大きな搭載ハードウェアが必要となり、ファンが必要となり、且つ、光束を大きな表面積で拡散して冷却作動を促すには、投影レンズから離して保持される必要がある。
【０００７】
上述に基づいて、小型化され空間利用が行き届き、且つ、投影環境下でデバイスを上手に冷却できるＺＳｃｒｅｅｎ設計を提供することが好適である。また、既に公知である投影システムに現存する上述の欠陥が克服されると好適である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本設計の一側面によると、プロジェクタレンズを持つプロジェクタにおいて利用される立体偏光変調器デバイスが提供される。デバイスは、少なくとも１つのｐｉセルまたはｐｉセル電子光学変調器と、ｐｉセルに近接して搭載されるワイヤグリッド偏光子とを備える。設計は、ｐｉセルとワイヤグリッド偏光子との間に位置するクリーンアップ偏光子を備え、オプションとして、ワイヤグリッド偏光子とプロジェクタレンズとの間に、保護窓を備える。デバイスは、プロジェクタレンズの軸とは実質的に異なる角度で配向されうる。結果生じるデバイスは、気流用に空隙を有し、先行技術製品と比べて特に加熱面において向上した性能を提供することができる。
【０００９】
本設計の第二の側面によると、立体画像を投影する方法が提供される。方法は、プロジェクタレンズを介して光エネルギーを投影する段階と、光エネルギーをワイヤグリッド偏光子で受け取り、偏光エネルギーを透過させる段階と、偏光エネルギーを少なくとも１つのｐｉセルで受け取り、結果生じる光エネルギーを透過させる段階とを備える。
【００１０】
当業者は、本発明の以下の詳細な記載および添付図面を読むことにより、本発明の上述のものを含む利点を理解する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ＺＳｃｒｅｅｎ変調器の現行の搭載スキームを示す。
【図２】ＺＳｃｒｅｅｎ変調器の構成を示す。
【図３】プロジェクタの本体ではなくて、レンズ自身に直接取り付けられているＷＧＰＺＳ（ワイヤグリッド偏光子ＺＳｃｒｅｅｎ）である。
【図４】ワイヤグリッド偏光子を用いるＺＳｃｒｅｅｎの構成部材を示す。
【図５】投影レンズから発光されてＷＧＰＺＳで反射されてレンズに戻る複数の光束の光路を示しており、レンズのレンズ軸は変調器の表面に直交している。
【図６】投影レンズから発光されて反射によりレンズに戻る複数の光束の光路を示しており、レンズのレンズ軸は変調器の表面に直交していない。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本設計は、ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）を用いてＺＳｃｒｅｅｎ変調器の透過性を増加させることで、投影される立体画像の光学品質を向上させることにより、より大きな透過性およびＡＮＳＩコントラストの両方を提供する効率の高い偏光子変調器を得る手段を提供する。加えて、本設計では、投影ＺＳｃｒｅｅｎのサイズおよび重量が低減されることで、パッケージをプロジェクタレンズ上に直接インストールおよび搭載するのが容易になる。ワイヤグリッド偏光子の利用により、本設計によれば、冷却ファンをなくして先行技術製品の複雑性を低減することにより、デバイスをよりロバスト且つ小型、および、冷却ファンの引き起こす弊害を受けなくすることができる。さらに染料材料および類似偏光子は経時的に退色して効率性が落ちるが、ＷＧＰの利用により時を経ても偏光効率が保たれるようになる。
【００１３】
本設計はこのようにＷＧＰを用いてデバイスを小型化して、冷却ファンをなくしている。このサイズおよび対応する重量の低減により、プロジェクタの本体にではなくて、レンズに対してユニットを取り付けることが可能となり、インストール中および動作中の取り扱いが容易になる。
【００１４】
図１は、先行技術製品であるＺＳｃｒｅｅｎの変調器実装を示しており、これはプロジェクタ１０１、投影レンズ１０２、ＺＳｃｒｅｅｎ変調器アセンブリ１０３、および搭載ハードウェア１０４を含む。シート偏光子の燃焼を防ぐために冷却ファン１０５が必要となり、冷却ファン１０５は１０６の方向へと脱気する。
【００１５】
図２は、典型的且つ先行技術製品であるＺＳｃｒｅｅｎの構成部材を示しており、軸が矢印線２０２で示されている偏光子２０１からなる。第１のｐｉセル電子光学変調器２０３が摩擦軸（rub axis）２０４を有し、摩擦軸２０６を有する第２のｐｉセルが２０５で示されている。
【００１６】
ＺＳｃｒｅｅｎの動作は、概して当業者に理解されているのでここでは詳しく説明しない。プロジェクタ（不図示）からの非偏光２０７が、偏光子２０１を通過する。ｐｉセル２０３と２０５とが協働する動作により、必要な円偏光が生成される。一方のセルは高電圧に駆動されて、他方のセルは低電圧に駆動される。２つの部分の結果位相シフトにより、１／４遅延に等しいベクトルの和が得られる。シート偏光子２０１が偏光した光は、実際その後、映画（またはビデオ）のフレームレートと同期して、９０度で、軸がトグルされるリターダを通る。これにより、連続した左右の透視ビューを異なる偏光特性に関連付けるべく、ビデオフィールドレートと同期して左回りの、そしてその後右回りの円偏光が形成される。画像は偏光保存スクリーン（不図示）へと投影され、偏光アナライザ（不図示）を身に着けた観察者たちに観察され、観察者は立体画像を観察することになる。
【００１７】
この構成における重要な懸念は、シート偏光子２０１が可視光の少なくとも半分を吸収することである。吸収された光エネルギーは偏光子を加熱するので、冷却ファン１０５の作動が必要になる。ファンがないと、染料および染料材料の褪せ易い性質により、偏光子は経時的に退色して、望ましい性質を失う。
【００１８】
部材２０１、２０３、および２０５の全ては、互いに重ねあわされて、屈折率整合接着剤でラミネートされることで、透過性およびコントラスト比が向上する。さらには、材料の表面に触れる空気は通常ＡＲ（反射防止）コーティングされることで（不図示）、透過性が向上されている。この集合体は、図１でシステム１０３として示されており、ハードウェア１０４のレンズ１０２の正面に、垂設搭載されている。
【００１９】
プロジェクタの上部に搭載されるとして示されているハードウェア１０４の機械的アセンブリは、一代表例にすぎず、ここでは教示目的の１つの特定の形態で示されている。他の方法でＺＳｃｒｅｅｎアセンブリをプロジェクタに搭載することもできる（例えば、ＺＳｃｒｅｅｎは、投影レンズの正面の台に搭載されてもよい）。
【００２０】
レンズの正面と、ＺＳｃｒｅｅｎｔの間には間隙が設けられて、ファン１０５が生成する気流を流す必要がある。ＺＳｃｒｅｅｎを空隙なしにレンズに近接して設けてしまうと、シート偏光子２０１が劣化する。従って、気流を起こして、この気流によりデバイスを冷却するような方策が必要となる。
【００２１】
図３は、投影レンズ３０２を有するプロジェクタ３０１を示す。搭載カラー３０３がＷＧＰＺＳ（ＺＳｃｒｅｅｎ用のワイヤグリッド偏光子）について示されており、ＷＧＰＺＳアセンブリがデバイス３０５として示されている。対流冷却を行う空隙３０４は、投影レンズの正面と、ＷＧＰＺＳ集合体３０５との間に示されている。破線の矢印３０６はＷＧＰＺＳの冷却に必要な対流を示す。この搭載構成は例示であり、当業者であれば、他の搭載構成を容易に作成および利用できることに容易に想到するであろう。
【００２２】
図４は、ＷＧＰＺＳアセンブリの部材を示す分解図である。ワイヤグリッド偏光子４０１は、ワイヤグリッド偏光子のアルミニウムグリッドワイヤ構造を示す平行ライン４０２を有する。ＷＧＰは、グリッド表面が投影レンズに最も近接するように配置され、その繊細な性質により、カバーガラス等の透明層（不図示）により保護される必要がある。軸４０８を有するクリーンアップ偏光子４０７を示し、その目的を説明する。Ｐｉセル４０３は、二重の矢印が示す摩擦軸４０４を有する。第２のＰｉセル４０５は、Ｐｉセル４０３の摩擦軸４０４に直交する摩擦軸４０６を有する。これら互いに直交する摩擦軸同士は、水平方向に対して４５度の角度を有し、ＷＧＰ４０１の偏光軸およびクリーンアップ偏光子４０７の軸４０８と交差する。
【００２３】
ＷＧＰの物理学により、偏光軸はグリッドライン４０２の方向に直交するので、クリーンアップ偏光子の軸は、ワイヤの長さ方向に対して直角で示されている。
【００２４】
過去には、ＷＧＰは赤外領域で効率的に動作利用されてきたが、ナノ技術および成膜技術の進歩により、可視スペクトルにおいて動作させられるようになっている。ワイヤグリッド偏光子の利用に関して、Perkins等による「A Broadband Wire Grid Polarizer for the Visible Spectrum」なる名称の米国特許第６，１２２，１０３号、および、「Optical Wire-Grid Polarizers at Oblique Angles of Incidence」なる名称のＹｕおよびＫｗｏｋ等による、The Journal of Applied Physics、９３巻、８番という別の刊行物を引用し、ここにこれらを参照として組み込む。
【００２５】
概して、ワイヤグリッド偏光子は、誘電体基板により支持される多数の平行な伝導電極を含む。電極間のピッチまたは電極間の間隙は、ｐで表される。ＷＧＰに入射する光エネルギーを生成する光源は、電極に直交する入射平面を生成する。ワイヤグリッド偏光子１００は、このビームを、鏡面反射部材および非回折透過部材に向けて分割する。Ｓ偏光の光は、入射平面に対して直交する偏光ベクトルを有するので、電極に対して平行である。Ｐ偏光の光は、入射平面に対して平行な偏光ベクトルを有するので、伝導部材に対して直交方向にある。
【００２６】
ワイヤグリッド偏光子は、シート偏光子と違って、吸収によらず、Ｓ偏光が鏡面に当り、Ｐ偏光が誘電膜に当り透過されるときにＳ偏光が反射するような複屈折構造により偏光を生成する。複屈折性質は、幅広い入射角の光線全てにあてはまり、良好な偏光状態を生じる。ＷＧＰは、非常に効率的にＰ偏光を透過してＳ偏光を反射する。実際には、５パーセントおよび１０パーセントの間の入射エネルギーがＷＧＰにより吸収され、これに対して、シート偏光子は５５パーセントから６０パーセントである。さらにＷＧＰは褪せ易い染料を利用しないので、その性質が経時的に変化しない。
【００２７】
吸収型の偏光子を製造するには、ポリビニルアルコール等のプラスチック材料に対して延伸により応力を加え、ヨード（iodine）等の染料を塗布する。ヨード分子の長鎖は、ワイヤグリッド偏光子のものと似た機能を発揮するが、ヨードの場合には、陽子は、反射ではなくて、吸収され、シート偏光子が加熱される。この性質の差は、偏光子の加熱という面で、本設計の成功には重要である。シート偏光子について、フラックスの通過は、特に、投影レンズに近接している場合に、デバイスの寿命を縮める。
【００２８】
デジタルカメラに用いられるプロジェクタおよび投影レンズは、例えば、大量の光を生成して、熱は主に小面積に集中する。熱により、冷却されない吸収型のシート偏光子は急速に破壊される。ワイヤグリッド偏光子は、アルミニウムよびガラスにより形成されるので、時間または温度により退色したり劣化したりしない。本設計の、図４に示すパーツを用いる１つのバージョンでは、ＷＧＰ、クリーンアップ偏光子、および２つのｐｉセルがラミネートされる。他の実施形態では、ＷＧＰは必ずしもラミネートされず、傾けられて（tipped at an angle）、図６に関して後述するように投影レンズから光を反射させる。
【００２９】
シート偏光子を用いたＺＳｃｒｅｅｎの製造法では、比較的大きなデバイスを用いて大面積の放熱を助ける。ワイヤグリッド偏光子の場合には、大きな偏光子の領域は不要である、というのは、ＷＧＰがフラックス通過により劣化しないからである。この結果、ワイヤグリッド偏光子ＺＳｃｒｅｅｎを投影レンズに近接して保持することができ、シート偏光子のＺＳｃｒｅｅｎよりもかなり小型のデバイスとすることができる。
【００３０】
ＷＧＰＺＳは、対流３０６を生じさせ、発熱性を最小限に抑えるまたは防ぐべく、空の空隙３０５を必要とする。投影レンズ３０２に搭載される、または取り付けられるカラー３０３は、実現可能なカラー設計のいずれかを用いて容易に製造可能である。カラー３０３は、他の手段により締め付けられる圧入またはクランプを有するリング型の設計であってよい（ホースクランプに類似している）。ＷＧＰＺＳアセンブリにこのクランプまたはアダプタを取り付ける。空隙３０５が設けられて、冷却機能を行う。これは多くの搭載構成の１つを示しているにすぎず、当業者であれば他の構成を容易に作成および利用することができる。
【００３１】
ワイヤグリッド偏光子ＺＳｃｒｅｅｎは物理的に投影レンズにもっと類似しているので、もっと小型にすることができ、これによりサイズおよび重量ともに低減を図ることができる。さらに、冷却ファンがないことから、さらなる重量およびサイズの低減が実現される。これはさらに、物理的なインストールおよび取り扱いが、インストーラおよびデバイスを投射レンズから離さなければならない投影者にとって、かなり単純になることを意味している。
【００３２】
実際的には、ＷＧＰＺＳを利用するときに、大きな簡素化を実現される、といのも、偏光変調器のプロジェクタへの搭載が不要となるからである。図１に示す先行技術製品の設計の場合には、プロジェクタ本体への搭載には然るべき質を保つ努力が必要であった。３つの主要なシアター品質のデジタルプロジェクタのプロバイダは、現在のところ、これらの種類のデバイスを製造しており、その各々がＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を利用しており、これは、フィールド順次方式の立体撮像に特に適している。各製造業者は、互いに異なるプロジェクタの形状因子を採用しており、これにより３つの完全に異なる搭載手段の設計が必要となり、これにより製造が複雑になり、不要なコストに繋がる。
【００３３】
しかし、現在製造されているプロジェクタは全て、Ｋｏｎｉｃａ−Ｍｉｎｏｌｔａ社製造の同じ投影レンズセットを利用しており、これらは同じ外寸を有する（外径を含む）。この結果、ＷＧＰＺＳを利用する全てのレンズおよび全てのプロジェクタが、単一のカラーまたはアダプタを利用することができる。そうではない場合にも、レンズへの搭載は、プロジェクタの筐体への搭載よりずっと簡単である。
【００３４】
図５は、ワイヤグリッド偏光子ＺＳｃｒｅｅｎデバイスの断面図である。プロジェクタレンズ５０１は、ＡＲコーティングされた（両面を）カバーガラス５０２を有し、これによりワイヤグリッド偏光子５０３の表面が保護されている。ワイヤグリッド偏光子５０３は、ＷＧＰの表面を傷つけうるので、カバーガラス５０２とは物理的に接触させない。水平の斜線は、ＷＧＰ５０３の正面を示し、さらに表面の構造も示している（つまり、斜線の、または分離した構造）。クリーンアップ偏光子５０４は、高透過性を持つことから選択され、比較的コントラスト比が低くてよく、当業者により製造可能である。Ｐｉセル５０５は図２に示す構成に類似した合成変調器の正面のｐｉセルであり、ｐｉセル５０６は、背面のｐｉセルである。材料の表面への空気は、反射保護（ＡＲ）コーティングされると好適である。
【００３５】
立体投影システムにおけるワイヤグリッド偏光子は、それ自身では、高コントラスト比のシート偏光子を利用する従来のＺＳｃｒｅｅｎよりもダイナミックレンジが低い。クリーンアップ偏光子は実質的に常に必要であるが、これは偏光管理技術の専門家であれば理解するところである。クリーンアップ偏光子５０４は、低ダイナミックレンジ且つ高透過性を持つ偏光子である。クリーンアップ偏光子５０４は、その比較的低いダイナミックレンジによる効果が、ＷＧＰ５０３のダイナミックレンジと乗算されるが、透過のミラー損失の一因となる。従って、デバイスの透過性は、ダイナミックレンジが多大に増加しても、僅かにしか低減されない。
【００３６】
ワイヤグリッド偏光子５０３は、光束のうち半分を略レンズの方向へと反射する。ＷＧＰ５０３は、反射性デバイスであり吸収性デバイスではないので、フラックス劣化（退色（fading））する。クリーンアップ偏光子５０４は、ＷＧＰ５０３が反射するフラックスにより劣化が少ない。クリーンアップ偏光子５０４は、他の同様の染料材料偏光子同様に、経時的に劣化するが、ＷＧＰ５０３により保護されているので、その劣化はこれらの状況下では非常に遅くなる。さらに、劣化した場合にも、ＷＧＰ５０３とクリーンアップ偏光子５０４との組み合わせにより、高いダイナミックレンジが生じるので、クリーンアップ偏光子のダイナミックレンジが顕著に低減するまでには比較的長時間かかる。
【００３７】
ここで記載するデバイスは安定しており、シート偏光子を有する従来のＺＳｃｒｅｅｎよりもはるかに安定している。ＷＧＰＺＳは冷却される必要がなく、ワイヤグリッドおよびシート偏光子の組み合わせによりダイナミックレンジが高い公知なように、全ての染料材料の偏光子は退色するが、本設計による組み合わせは非常に寿命が長い。
【００３８】
図５のポイント５０７および５０８には、レンズ５０１からの画像形成極光線（extreme image forming rays）が、矢印のヘッドを有する破線として示されている。これら光線は、デバイスの表面で反射する。説明を簡潔にする目的から、反射は、保護窓５０２の表面から生じるよう示されているが、実際には、反射は、図示されている異なる屈折率の部材間の境界全てで起こる。保護窓５０２は、ワイヤグリッド偏光子の傷つき易い表面を保護する目的から必要である。保護窓５０２は、ガラスから形成されてよいが、類似した保護透過性表面を用いることもできる。
【００３９】
ワイヤグリッド偏光子５０３の表面は、殆どの反射の原因であり（account for）、殆どの場合、約５０パーセントの光を、レンズの方向へ反射する。これは懸念材料となりうる、というのも、フラックスがプロジェクタのアークランプへと戻り、ランプを過熱する可能性があるからである。しかし、実際にはアークランプが利用するワット数の僅かなパーセントが可視光線となる。言い換えると、これらランプは効率が悪いので、ランプの定格ワット数が数千であっても、光束のほんの数十ワットしかレンズを通過しない。
【００４０】
故に、全ランプ電力の少量しかレンズへと反射されず、レンズへと反射される光は、ランプが利用する全電力の数パーセントに過ぎず、些細なものである。加えて、反射角度が入射角度に等しいので、光の反射はレンズに直接戻らない。画像形成光の多くは、分岐光５０７および５０８である。故に、光の殆どが、レンズの中心軸から離れた位置および方向に反射されるので、過熱または部材の損耗といった懸念は大概の場合あまりない。代表的な反射光を、光線５０９および５１０として示す。
【００４１】
レンズおよび投影システムへ反射される光は、レンズとプロジェクタ光学アセンブリ内の内部反射により、画像コントラスト（ＡＮＳＩ）を劣化させる可能性がある。これは以下に示すように軽減可能である。
【００４２】
図６は、画像コントラストを向上させ、且つ、ランプの些細な加熱を低減することのできる、幾分異なる構成を示す。投影レンズ６０１は、ＡＲコーティングカバーガラス６０２、ワイヤグリッド偏光子６０３、クリーンアップ偏光子６０４、２つのｐｉセルからなるＺＳｃｒｅｅｎ変調器集合体６０５および６０６とともに示されている。これにより分かるように、偏光子および変調器は傾けられている。レンズの極光線（extreme ray）が、光線６０７および６０８で示されており、代表的な反射光線６０９および６１０も示されている。図５の配置と比較して、反射光６０９および６１０のより大きなパーセントが、投影レンズには戻らないので、さらに冷却に関する問題を軽減することができる。加えて、より多くの反射光が画像形成経路から逸脱し、ＤＭＤ画像エンジン方向には反射しないので、この方法を用いた場合には画像のＡＮＳＩコントラストに向上が見込まれる。
【００４３】
ＷＧＰＺＳを用いた投影ブースでの実験によると、ＷＧＰを調節して、反射光が下方へと傾けられると最良であることが分かった。これは、ポートガラスからＺスクリーンの正面への反射のことを意味しており、レンズへの反射の意味ではない。この反射によって、スクリーンに現れると見苦しい反射がなくなる傾向にある。
【００４４】
ここで説明してきたのは、ワイヤグリッド偏光子を用いて向上させられ、修正が加えられたＺＳｃｒｅｅｎであり、これにはファンが必要なく、偏光子が劣化する可能性がない。ＷＧＰが吸収ではなく反射を利用するので、経時的な偏光特性の変化に伴う問題、つまり、ダイナミックレンジの低減が軽減される。ファンが不要であり、高光束に対して比較的感度が低いことから、本デバイスは、ＷＧＰを用いないデバイスと比して、かなりの小型化が見込める。生成されるデバイスは従来のものより小型であり軽量化が図られており、搭載インストールおよび利便面が向上している。
【００４５】
ここで記載したクリーンアップ偏光子を有する集合体を用いることで、透過面での向上は１０パーセントを超え、ＺＳｃｒｅｅｎのダイナミックレンジおよびその他の有用な特性も向上した。ＡＮＳＩコントラストは顕著に向上した。つまり、画像がより多くのスナップ（snap）または活気（sparkle）を有するに至った。染料材料の偏光子は、ある程度の濁度を有しているが、ワイヤグリッド偏光子は、その性質上、有さないので、より優れた画像を生成する傾向にある。
【００４６】
他の種類の変調器で、ここで記載したプッシュプル型のＺＳｃｒｅｅｎを置き換えることもでき、代替変調器をＺＳｃｒｅｅｎの代わりに利用する際には、ここに示した教示はそれにも当てはまる。
【００４７】
ここで提示した設計および図示した特定の側面は、限定を意図しておらず、本発明の教示および利点、つまり、開示および請求されるワイヤグリッド偏光子を用いる偏光器が組み込まれた代替的な部材を含むことができる。本発明を特定の実施形態に関して記載してきたが、本発明がさらなる変形例を含みうることを理解されたい。本願は、本発明を概ね利用する本発明の変形例、利用法、または適応例をカバーすることが意図されており、本開示からのそのような逸脱も、本発明が関連する技術分野における公知且つ慣行の範囲としてみなされる。
【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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【国際調査報告】
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