(57)【要約】投写プロジェクタと共に使用されるカラーマネジメントシステムであって、例えば、分離偏光ビームスプリッタ、補正プリズムグループ、イメージアシミレータ、結合偏光ビームスプリッタを有する。典型的な実施の形態によれば、分離偏光ビームスプリッタが複数に方向付けられる光入力を受け取って、これを、第１の成分を含む出力光線と第２の成分を含む出力光線との２つに分離する。イメージアシミレータは分離偏光ビームスプリッタから一方の出力光線を受け取り、１以上の対応するマイクロディスプレイに光出力を送り出し、マイクロディスプレイから１以上の変更後出力を受け取り、それら変更後出力を含む出力を結合偏光ビームスプリッタに向けて発する。補正プリズムグループは分離偏光ビームスプリッタからもう一方の出力光線を受け取り、これを別の対応するマイクロディスプレイに送り出し、マイクロディスプレイから変更後出力を受け取り、それを結合偏光ビームスプリッタに送り出して、イメージアシミレータからの光出力と結合させる。補正プリズムグループは、光セパレータが誘発する光収差を補正するように構成しておく。
2004538527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の成分と第２の成分とを含む光入力を受け取るように配置された光セパレータであって、前記第１の成分を前記第２の成分から分離し、前記第１の成分を含む第１の光線と前記第２の成分を含む第２の光線とを発するように構成されている、という前記光セパレータと、そして、
前記第１の光線を受け取るように配置された補正プリズムグループであって、第１のマイクロディスプレイによって受け取られるように前記第１の光線を送り出し、前記第１のマイクロディスプレイから変更後の第１の光線を受け取り、そして、補正後の光出力を発する、という構成になっている前記補正プリズムグループとを有し、
前記補正後光出力は、前記変更後の第１の光線を含み、前記光セパレータで誘発される光学収差を補正すること、
を特徴とするカラーマネジメントシステム。
【請求項２】
前記光入力は、第１の面に方向付けされる偏光光と第２の面に方向付けされる偏光光とを含み、
前記光セパレータは、前記第１の面に方向付けされる前記光を前記第２の面に方向付けされる前期光から分離し、前記第１の面に方向付けされる前記光を含む第１の光線と前記第２の面に方向付けされる前記光を含む第２の光線と発するように構成された偏光ビームスプリッタで成ること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３】
前記第２の光線を含む補完的光出力と前記補正後光出力とから包括的光出力を形成するように構成された偏光ビームスプリッタを更に含むこと、
を特徴とする請求項２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項４】
前記補正プリズムグループは一対のプリズム補正器で成ること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項５】
前記プリズム補正器はエアギャップによって隔てられる形に配列されており、前記エアギャップは、１つ以上の光学収差を補正するように構成されていること、
を特徴とする請求項４に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項６】
前記補正プリズムグループは、傾斜した方向を示すこと、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項７】
前記補正プリズムグループはさらに、傾斜した方向を示す傾斜補正器プレートを含むこと、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項８】
前記補正プリズムグループは、前記偏光ビームスプリッタの等価光路長と実質的に等しい補正器等価光路長を示すように構成されていること、
を特徴とする請求項２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項９】
前記偏光ビームスプリッタは、実質的にお互いに背を向ける方向を向いた有効面を有する一対の偏光ビームスプリッタで成ること、
を特徴とする請求項２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１０】
前記一対の偏光ビームスプリッタは、お互いに対して傾斜していること、
を特徴とする請求項９に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１１】
前記補正後光出力を受け取り、前記補正後光出力をイメージ表示のために投写する映写レンズを更に有すること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１２】
前記第２の光線を受け取るように配置されたイメージアシミレータを更に有し、
前記イメージアシミレータは、１以上のマイクロディスプレイによって受け取られるように前記第２の光線を送り出し、前記１以上のマイクロディスプレイから１以上の変更後の第２の光線を受け取り、そして、前記変更後の第２の光線を含む同化後光出力を発するように構成されており、
前記同化後光出力は、前記補完的な光出力を形成すること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１３】
前記イメージアシミレータは実質的な等路長プリズムであること、
を特徴とする請求項１２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１４】
前記補正プリズムグループは、前記イメージアシミレータと前記偏光ビームスプリッタとの組合せの等価光路長に実質的に等しい補正器等価光路長を示すように構成されていること、
を特徴とする請求項１３に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１５】
前記第１の成分は赤色を含むこと、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１６】
前記第２の成分は青色と緑色とを含むこと、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１７】
前記第２の光線は第３の成分を含み、
前記イメージアシミレータは、前記第２の成分を前記第３の成分から分離し、前記第２の成分を含む第２の光線を発し、そして、前記第３の成分を含む第３の光線を発するように構成されており、
前記第２の光線は第２のマイクロディスプレイによって受け取られ、前記第３の光線は第３のマイクロディスプレイによって受け取られ、
前記イメージアシミレータはさらに、前記第２のマイクロディスプレイからの変更後の第２の光線を受け取り、前記第３のマイクロディスプレイから変更後の第３の光線を受け取るように構成されており、
前記同化後光出力は、前記変更後の第２の光線と前記変更後の第３の光線とを含むこと、
を特徴とする請求項１２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１８】
前記イメージアシミレータはダイクロイックプリズムで成ること、
を特徴とする請求項１７に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１９】
前記補正後光出力を受け取るように配置された出力フィルタを更に有し、
前記出力フィルタは、単一の面に方向付けられた光を含むフィルタ処理補正後光出力を生成するように構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２０】
前記出力フィルタは、前記補正後光出力を回転させるように構成されていること、
を特徴とする請求項１９に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２１】
前記出力フィルタは、前記補完的光出力を回転させるように構成されていること、
を特徴とする請求項１９に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２２】
前記フィルタ処理補正後光出力を受け取るように配置されたアナライザを更に有し、
前記アナライザは、前記フィルタ処理補正後光出力と比較してコントラストの向上した、鋭くされた補正後光出力を生成するように構成されていること、
を特徴とする請求項１９に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２３】
前記アナライザは、あらかじめ決められた波長の光を前記フィルタ処理補正後光出力から除去するように構成されていること、
を特徴とする請求項２２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２４】
前記補完的光出力を受け取るように配置されたアナライザを更に有し、
前記アナライザは、前記補完的光出力が向上したコントラストを示すようにする構成となっていること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２５】
前記第１の成分は緑色を含むこと、
を特徴とする請求項１７に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２６】
前記第２の成分は青色を含むこと、
を特徴とする請求項１７に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２７】
前記第３の成分は赤色を含むこと、
を特徴とする請求項１７に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２８】
前記光セパレータは、光入力を受け取り、前記光入力の成分を選択的に回転させることで、第１の面に方向付けされる光と第２の面に方向付けされる光とを含む偏光光入力を生成するように構成された入力フィルタを含み、
前記光セパレータはさらに、前記第２の面に方向付けされる前記光から前記第１の面に方向付けされる前期光を分離し、前記第１の面に方向付けされる前記光を含む第１の光線と前記第２の面に方向付けされる前記光を含む第２の光線と発するように構成された偏光ビームスプリッタを含むこと、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２９】
前記光セパレータは、前記第１の成分を前記第２の成分から分離するように構成されたダイクロイックミラーで成ること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３０】
前記第１の光線を、前記第１のマイクロディスプレイによって受け取られる前に受け止めるように配置された１以上の視野レンズを更に有し、
前記１以上の視野レンズは、前記第１の光線の断面の径を小さくするように構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３１】
前記第２の光線を、前記１以上のマイクロディスプレイによって受け取られる前に受け止めるように配置された１以上の視野レンズを更に有し、
前記１以上の視野レンズは、前記第２の光線の断面の径を小さくするように構成されていること、
を特徴とする請求項１２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３２】
前記第３の光線を、前記第３のマイクロディスプレイによって受け取られる前に受け止めるように配置された１以上の視野レンズを更に有し、
前記１以上の視野レンズは、前記第３の光線の断面の径を小さくするように構成されていること、
を特徴とする請求項１７に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３３】
前記イメージアシミレータは、前記第２の光線を受け取り、前記第２の光線の成分を選択的に回転させることで、第１の面に方向付けされる光と第２の面に方向付けされる光とを含む偏光光線を生成するように構成されたアシミレータ入力フィルタを更に有し、
前記イメージアシミレータは更に、前記第２の面に方向付けされる前記光から前記第１の面に方向付けされる前記光を分離することで前記第２の成分を前記第３の成分から分離するように構成された、偏光ビームスプリッタを有すること、
を特徴とする請求項１７に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３４】
前記イメージアシミレータからの前記第２の光線を受け取り、強化後の第２の光線を前記１以上のマイクロディスプレイによって受け取られる形で発するように配置された遅延プレートを更に有すること、
を特徴とする請求項１２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３５】
前記光セパレータは、第１のダイクロイックミラーと第２のダイクロイックミラーとで成り、
前記第１のダイクロイックミラーは、前記光入力を受け取るように配置されているとともに、前記第１の成分を前記第２の成分から分離し、前記第１の成分を含む第１の光線と前記第２の成分を含む第２の光線とを発するように構成されており、
前記第２のダイクロイックミラーは、前記第２の光線を受け取るように配置されているとともに、前記第２の成分を前記第３の成分から分離し、前記第２の成分を含む品質の高められた第２の光線と前記第３の成分を含む第３の光線とを発するように構成されており、
前記第１の光線は、第１の偏光光線を生成するように構成された第１の偏光子によって受け取られることとなっており、前記品質の高められた第２の光線は、第２の偏光光線を生成するように構成された第２の偏光子によって受け取られることとなっており、前記第３の光線は、第３の偏光光線を生成するように構成された第３の偏光子によって受け取られることとなっており、
前記カラーマネジメントシステムは、前記第１の偏光光線を受け取るように配置され、前記イメージアシミレータによって受け取られる偏光赤色光線を発するように構成された赤色光弁を更に有し、また、前記カラーマネジメントシステムは、前記第２の偏光光線を受け取るように配置され、前記イメージアシミレータによって受け取られる偏光青色光線を発するように構成された青色光弁を更に有し、また、前記カラーマネジメントシステムは、前記第３の偏光光線を受け取るように配置され、前記補正プリズムグループによって受け取られる偏光緑色光線を発するように構成された緑色光弁を更に有すること、
を特徴とする請求項１７に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３６】
前記イメージアシミレータは、前記第２の成分と前記第３の成分とを含む区分化光出力を生成するように構成された偏光フィルタを有し、
前記第２の成分の方向は、前記第３の成分の方向に対して直角となるように回転させられ、
前記イメージアシミレータは更に、前記偏光フィルタから前記区分化光出力を受け取るように配置された埋め込み偏光ビームスプリッタを有し、
前記埋め込み偏光ビームスプリッタは、前記第２の成分を前記第３の成分から分離し、前記第２の成分を含む前記第２の光線を発し、そして、前記第３の成分を含む前記分別された第３の光線を発するように構成されていること、
を特徴とする請求項１２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３７】
前記分離偏光ビームスプリッタは、前記第１の光線を第１の方向に発し、前記第２の光線を第２の方向に発するように構成されており、
前記第２の方向は前記第１の方向に対して実質的に直角となること、
を特徴とする請求項２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３８】
前記分離偏光ビームスプリッタは、前記第２の光線を透過し、前記第１の光線を反射するように構成されていること、
を特徴とする請求項２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３９】
投写システム用にカラーマネジメントを実現する方法であって、
第１の成分と第２の成分とを含む光入力を受け取り、前記第１の成分を前記第２の成分から分離して、前記第１の成分を含む第１の光線と前記第２の成分を含む第２の光線とを発するステップと、
前記第１の光線を受け取り、第１のマイクロディスプレイによって受け取られるように前記第１の光線を送り出し、前記第１のマイクロディスプレイから変更後の第１の光線を受け取り、そして補正後光出力を発するステップであって、前記補正後光出力は、前記変更後の第１の光線を含み、補正プリズムグループの等価光路長の補正特性を示すものである、というステップと、
前記第２の光線を受け取り、１以上のマイクロディスプレイによって受け取られるように前記第２の光線を送り出し、前記１以上のマイクロディスプレイから１以上の変更後の第２の光線を受け取り、同化後光出力を発するステップであって、前記同化後光出力は前記１以上の変更後の第２の光線を含み、イメージアシミレータの等価光路長のアシミレータ特性を示すものである、というステップと、そして、
前記同化後光出力と前記補正後光出力とを受け取り、前記同化後光出力と前記補正後光出力とを含む包括的光出力を発するステップと、を有し、
前記補正特性は前記アシミレータ特性を補正するように構成されていること、
を特徴とする方法。
【請求項４０】
２つの光成分を分離し、それと共に前記光成分における収差を修正する光セパレータであって、お互いに対して傾斜し、実質的にお互いに背を向ける方向を向くように方向付けされた有効面を有する複数の偏光ビームスプリッタを有している、という前記光セパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、投写型ディスプレイのためのカラーマネジメントシステムに関し、より具体的には、空間情報の重ね合わせのために入力照明光を別々の色チャンネルに分解し、その後、フルカラー画像の投写のために、これら別々に分解した色チャンネルを再結合する、というシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
投写型ディスプレイに関しては、カラーマネジメントシステムを使用することが望ましいが、さらに、こうしたカラーマネジメントシステムについては、比較的高いレベルの照明光束（illuminating flux）に適応する一方で、コントラストの高い画像の生成を容易にするものであることが望ましい。残念なことに、今日存在するカラーマネジメントシステムが、実用的なレベルの照明光束においてコントラストの向上を達成することができるのは、非常に特殊な素材を使用した場合に限られ、そうした素材を使用すると、許容できない水準にまでコストが上がってしまう。
【０００３】
カラーマネジメントシステムは、以下のような形で機能する。すなわち、最初に入力光（例えば、白色光）を分解して、可視スペクトル（例えば、赤、緑、青）を通る複数の色チャンネルとし、その後、分解した色チャンネルを用いて、これらに対応する複数のマイクロディスプレイ（例えば、ＬＣｏＳマイクロディスプレイ）を照らし、さらに、これら色チャンネルを再結合して出力光（例えば、白色光）を生じさせる。出力光線と関連付けてイメージを投写することが求められる状況では、再結合に先立って、マイクロディスプレイが色チャンネルの各々に空間情報を重ね合わせればよい。そうすれば、フルカラーのイメージが出力光線と共に投写されることになる。なお、ここでの用法から分かるように、「マイクロディスプレイ」、「パネル」、そして「光弁」という用語は、初期状態の光線を受け止め、この光線に空間情報を加えて、初期光線と空間情報とを含む変更後光線を発する、という構成のメカニズムを指す。例としては、日本のＪＶＣ社が製造する型番：ＤＩＬＡ ＳＸ−０７０という製品がある。
【０００４】
従来技術のカラーマネジメントシステムについては、低コストでコントラストの高いイメージを作り出そうとすれば、照明光束を妥当な量に保つ能力が危うくなることが既に立証されている。これは、色の分解および再結合のために、ソリッドな「キューブ型」の偏光ビームスプリッタを使用していることに原因の一部がある。これらの偏光ビームスプリッタは、別の呼び名として、MacNeilleプリズム、あるいはキューブ状偏光ビームスプリッタとも呼ばれる。「キューブ型」の偏光ビームスプリッタは、本質的に熱勾配に影響されやすいのであるが、熱勾配は、束（flux）レベルが高い場合には概して生じるものである。これはしばしば応力複屈折の原因となり、複屈折は光の減偏光やコントラストの損失という結果につながる。そのため、コントラストの高いイメージが必要な状況では、コストの高い、高屈折率・低複屈折のガラスを使う必要があった。この解決策については、束レベルが低い場合に複屈折を抑える効果があることは証明されているが、高価であると共に、高い束レベル（例えば、約５００ルーメン超のレベル）の場合には、熱的に誘起される複屈折を排除する効果が落ちる。
【０００５】
図１は、例として、従来技術のカラーマネジメントシステム１００を示す。これは一般に、Colorlink社のColorQuad Tmとして知られているものである。当該システムでは、色の分解および再結合を実現するために、４つのキューブ状偏光ビームスプリッタと５つの色選択的遅延要素とを用いている。このシステムによれば、入力側キューブ状偏光ビームスプリッタが入力光線１２０を受け取り、それを３つの成分（緑色成分１２１、青色成分１２２、そして赤色成分１２３）に分解する。赤色成分１２３は赤色パネル１３３から空間情報を受け取る。青色成分１２２は青色パネル１３２から空間情報を受け取る。そして、緑色成分１２１は緑色パネル１３１から空間情報を受け取る。そして最後に、出力側キューブ状偏光ビームスプリッタが、赤色成分１２３および青色成分１２２を緑色成分１２１と再結合してフルカラー画像１４０を形成する。留意すべきは、光束レベルが高い場合に、キューブ状偏光ビームスプリッタ１１０が熱的に負荷を与えられた状態となり、必然的に物理的な歪みを生じる点であり、これは応力複屈折の原因となり、それがさらに、光の減偏光やコントラストの損失という結果を招く。
【０００６】
キューブ状偏光ビームスプリッタを用いることによる害作用を軽減するために、カラーマネジメントシステムにおいてキューブ形状のものの代わりにプレート状偏光ビームスプリッタを実装する、という試みは今まで様々になされてきた。しかし、こうした試みは、プレート状偏光ビームスプリッタプレートに関連する他の光学収差（非点収差など）を引き起こすことになった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって、高束投写システムで使用可能である一方で、同時に、複屈折感度を下げて耐久性を高めた状態で幅広い熱環境において機能する、というカラーマネジメントシステムがあれば、それは効果的であろう。また、これらの目的を達成するにあたって、高価な高屈折率・低複屈折性ガラスや、プレート形状の偏光ビームスプリッタによって生じる光学収差に対する特別な感受性（susceptibility）を必要としない、というカラーマネジメントシステムがあれば、さらに効果的であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題の解決のために本発明が提供するのは、第１の成分と第２の成分とを含む光入力を受け取るように配置された光セパレータであって、前記第１の成分を前記第２の成分から分離し、前記第１の成分を含む第１の光線と前記第２の成分を含む第２の光線とを発するように構成されている、という前記光セパレータと、そして、前記第１の光線を受け取るように配置された補正プリズムグループであって、第１のマイクロディスプレイによって受け取られるように前記第１の光線を送り出し、前記第１のマイクロディスプレイから変更後の第１の光線を受け取り、そして、補正後の光出力を発する、という構成になっている前記補正プリズムグループとを有し、前記補正後光出力は、前記変更後の第１の光線を含み、前記光セパレータで誘発される光学収差を補正すること、を特徴とするカラーマネジメントシステムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の方法および装置は、従来技術の有する数多くの短所への対策となる。本発明の様々な側面に従って改良された方法および装置によって、投写ディスプレイシステムのためのカラーマネジメントが実現される。本発明による効果的なカラーマネジメントは、高束の投写システムでの使用に適しており、コストを大きく下げると共に、コントラスト、複屈折感度そして耐久性を改善する。加えて、当該発明が提供するカラーマネジメントは、厳しい熱環境の中での使用に適しており、しかも、高価な高屈折率・低複屈折性ガラスを必要としない。
【００１０】
本発明の典型的な実施の形態によるカラーマネジメントシステムは、光セパレータと、補正プリズムグループと、包括的光出力を形成するための手段とを有する。この実施の形態による光セパレータは、第１の成分と第２の成分とを含む光入力を受け取るように配置されており、さらに、第１の成分を第２の成分から分離して、第１の成分を含む第１の光線と第２の成分を含む第２の光線とを発するように構成されている。
【００１１】
補正プリズムグループは、第１の光線を受け取るように配置されており、さらに、その第１の光線を第１のマイクロディスプレイが受け取るように送り出す構成となっている。第１のマイクロディスプレイが第１の光線に空間情報を与えて変更後の第１の光線を生成した後、この変更後の第１の光線を補正プリズムグループが受け取り、補正後光出力を発する。この補正後光出力は、変更後の第１の光線を含み、さらに、光セパレータに起因する光学収差、および／又は、他の何らかの光成分（光学収差、並びに、補正することが有益である性質の他の何らかの光学的現象を引き起こす可能性のあるもの）を補正する。最後に、本発明のカラーマネジメントシステムは、補正後光出力と第２の光線を含む補完的光出力とから包括的な光出力を形成する手段を有する。
【００１２】
典型的な実施の形態では、光セパレータがフィルタを有し、当該フィルタは、広域スペクトル光入力を受け取るように配置されていると共に、選択的に光成分を回転させて２つの面に方向付けされる光を発するように構成されている。この実施の形態では、光セパレータはさらに、この複数に方向付けされる光を受け取って２つの光出力に分割するように配置された偏光ビームスプリッタを有する。１つの実施の形態においては、これらの光出力は、第１の成分を含む第１の光線と１つ以上の付加的成分を含む第２の光線とを含んでいる。
【００１３】
別の典型的な実施の形態では、カラーマネジメントシステムはイメージアシミレータを含み、当該アシミレータは、光セパレータから第２の光線を受け取るように配置されていると共に、それを各々別個の成分を含む２つの出力光線に分解するように構成されている。さらに、イメージアシミレータは出力光線をそれぞれ対応するマイクロディスプレイに送り、これらマイクロディスプレイの各々から変更後の光線を受け取るが、この変更後光線には空間情報が重ね合わされている。そして最終的に、イメージアシミレータは、マイクロディスプレイからの修正後出力を含んだ出力を生成する。
【００１４】
ここで使われているように、「成分」という用語は、送られる光の一部分を指している。例えば、送られる光が可視スペクトル（例えば、青、赤、緑）の様々な波長の光を含んでいる場合、送られる光は、複数の成分（それぞれがある範囲の波長、すなわち「色帯」に対応するもの）に分けられ、この範囲というのは、各々が可視スペクトル内の色帯（例えば、青、赤、緑）に近似している。更なる例として、送られる光が１以上の面に方向付けされる偏光を含む、としてもよい。
【００１５】
本発明の典型的な実施の形態として、イメージアシミレータがダイクロイックプリズムを有することとしてもよい。あるいは、イメージアシミレータが、偏光フィルタと偏光ビームスプリッタとを有することとしてもよい。この実施の形態によれば、偏光フィルタは、方向が異なる第２成分および第３成分を含んだ区分化光出力（differentiated light output）を生成する。第２の偏光ビームスプリッタは、この区分化光出力を受け取ると、それを複数の出力（それぞれに異なる色成分を有するもの）に分けて、対応する複数のマイクロディスプレイに送る。
【００１６】
本発明の別の典型的な実施の形態の場合、補正プリズムグループは一対のプリズム補正器で成ることとし、当該補正器については、偏光ビームスプリッタによって生じる１以上の光学収差を補正するように構成されたエアギャップによって隔てられた形で配列されている、とする。また、任意の構成として、補正プリズムグループについてはさらに、傾斜した方向を示すか、傾斜した補正器プレートが組み入れられた形とすることができる。
【００１７】
また、本発明の更に別の典型的な実施の形態として、カラーマネジメントシステムがさらに、投写映像におけるコントラストを改善するためのアナライザとフィルタ（例えば、色選択的遅延素子）とを有することにしてもよい。色選択的遅延素子の機能は適当な色帯を選択的に回転させることであり、それによって、出てくる光が実質的に線形偏光させられた状態となり、さらには、各色帯に関する偏光軸が実質的に同じになるようにする、というものである。フィルタおよびアナライザの配置については、イメージアシミレータと補正プリズムグループの両方からの光出力を受け取るようなものにすればよい。また、任意の構成として、色選択的遅滞要素の特性に応じて、アナライザが光出力から所定の波長または波長帯の光を除去することとしてもよい。そして、最後に、本カラーマネジメントシステムは、イメージ投写にあたって空間情報を含む出力光線を投写する投写レンズを有する、としてもよい。
【００１８】
こうして、プリズム補正器グループを用いることで、カラーマネジメントシステムは、従来技術の場合のようなキューブ状のものではなく、プレート状に構成された偏光ビームスプリッタを有効に利用することが可能となる。さらに、本発明については、偏光依存要素およびダイクロイック要素の両方を使用して光入力を複数の色帯に分割し、それらの色帯に、対応する多数のマイクロディスプレイによって空間情報が重ね合わされ、その後、変更後の色帯が再結合されてフルカラーの投写イメージが作り出される、とすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
上で述べた本発明の目的および特徴は、以下の詳細な説明を添付の図面と組み合わせて考察することで、一層はっきりと理解できるであろう。なお、図面において、同一の参照番号は同一の構成要素を指す。
ここでは、本発明について、様々な機能的要素および／または様々な処理ステップの点から説明することとする。なお、こうした機能的要素については、特定の機能を実行するように構成された、いくつかのソフトウェア的、ハードウェア的、電気的、光学的、あるいは構造的な要素によって実現されるものと認識すべきである。たとえば、本発明では、各種の光学的および／またはデジタル電気的な要素を使用し、その値を各種の目的意図に合わせて構成する。加えて、本発明は、どのような光学的用途で用いてもよい。ただし、これ以降の部分では（あくまで例示が目的なので）、本発明の典型的な実施の形態を投写型ディスプレイに関連付けて説明することにする。留意すべき点としては、さらに、典型的な光学システムの中では、各種要素は他の要素に適切に組み合わされるか、または接続されているのだが、そうした組み合わせおよび接続は、要素同士の直接的な接続によって、または、それらの間に他の要素や装置を介在させた形での接続によって実現することができる、というものがある。
【００２０】
上でも述べたように、従来技術のカラーマネジメントシステムは、光強度の限界、高コスト、画像のコントラストの貧しさ、過度の複屈折感度、そして耐久性の不足といった問題を抱えている。これらの問題を解決するための従来技術の試みは、コストの高い高屈折率・低複屈折ガラスを使用するというものであった。しかし、こうした高価な素材の利用にもかかわらず、約５００ルーメンを超えるレベルの光強度においては、熱的に誘起される複屈折の問題は解消されずに残ってしまう。
【００２１】
本発明の様々な側面に従って提供される改良型のカラーマネジメントシステムは、不利な熱環境での使用に適し、コストの高い高屈折率・低複屈折性のガラスを必要としない。本発明の典型的な実施の形態によれば、入力照明光は複数の異なる色帯に分けられ、その後、対応する複数のマイクロディスプレイによる空間情報の重ね合わせと補正プリズムグループによって行われる光学収差の補正とを経て再結合され、フルカラーの画像が生成される。そのため、本発明の効果的なカラーマネジメントは、ルーメンの高い投写システムに適したものとなり、コストの低減、コントラストの改善、複屈折感度の抑制、そして耐久性の改善を伴う。それに加えて、当該発明は、不利な熱環境での使用に適し、しかも、コストの高い高屈折率・低複屈折性のガラスを必要としない、というカラーマネジメントを実現している。
【００２２】
図２に示す１つの実施の形態においては、典型的なカラーマネジメントシステム２００は、光セパレータ２２０、補正プリズムグループ２４０、そして、包括的な光出力２９０を形成する手段２７０を有している。典型的な実施の形態によれば、光セパレータ２２０は、第１の成分と第２の成分とを含む光入力２１０を受け取るように配置されている。そして、光セパレータ２２０は、前記第１の成分を前記第２の成分から分離して、前記第１の成分を含む第１の光線２２１と前記第２の成分を含む第２の光線２２２とを発するように構成されている。なお、留意すべきこととして、光セパレータ２２０については、偏光ビームスプリッタで成り、当該変更ビームスプリッタが、第１の面に方向付けされる光を第２の面に方向付けされる光から分離し、第１の面に方向付けされた光を含む第１の光線と第２の面に方向付けされた光を含む第２の光線とを発するように構成されている、とすればよい。
【００２３】
また、典型的な実施の形態による補正プリズムグループ２４０は、第１の光線２２１を受け取るように配置されており、さらに、補正プリズムグループ２４０は、第１の光線２２１を第１のマイクロディスプレイ２３１に受け止められるように送り出す構成となっている。加えて、補正プリズムグループ２４０は、第１のマイクロディスプレイ２３１から変更後の第１の光線を受け取って補正後光出力２８２を発するように構成されている。本発明の典型的な実施の形態における補正後光出力２８２は、変更後の第１の光線を含み、光セパレータ２２０によって誘起される光学収差を補正する。
【００２４】
典型的な実施の形態による補正プリズムグループ２４０は、一対のプリズム補正器で成る。留意すべきは、これらのプリズムがエアギャップによって隔てられている、という形に補正器を構成する点である。エアギャップの大きさは光セパレータの厚みや方向に左右されるが、概して１ミリから４ミリの範囲にあり、典型的な実施の形態ではほぼ２.５ミリメートルとなっている。さらに、本発明の別の典型的な実施の形態では、１以上の光学収差を補正するようにエアギャップを構成することもできる。また、本発明の別の典型的な実施の形態として、図４に示すように、補正プリズムグループ２４０は、傾斜した方向を示すものとしてもよい。例えば、−３０度から＋３０度の範囲の角度をなすように、補正プリズムグループを方向付けすることにしてもよい。典型的な実施の形態としては、補正プリズムグループを、約１５度の角度に方向付けする。さらに、補正プリズムグループ２４０が、傾斜した方向を示す傾斜補正プレート４６９を有することとしてもよい。傾斜補正プレートの方向は、例えば、−３０度と＋３０度との間の角度とすればよい。典型的な実施の形態として、傾斜補正プレートを、約１５度の角度に方向付けすることにしてもよい。そして最後に、補正プリズムグループは、偏光ビームスプリッタのそれに実質的に等しい等価光路長（equivalent optical path length）を示すように構成すればよい。
【００２５】
典型的な実施の形態として示す本発明はさらに、補正後光出力２８２と第２の光線２２２を含む補完的光出力２２２とから包括的光出力を形成する手段２７０を有する。そして、典型的な実施の形態において、包括的光出力２９０を形成する手段２７０は偏光ビームスプリッタ２７０で成るが、これについては、光セパレータ２２０と同じ要素とし、それが同じ機能を果たすこと、とすればよい。
【００２６】
ここでの用法に示すように、「フィルタ」という語は、「分別」するように構成された光学フィルタを指す。分別とはすなわち、「ブロックすること」、あるいは、「通過させること、または、光の物理的特性（波長、方向、偏光、あるいは、フラッシュまたはフィールドの速度など）に基づく光束の偏光性質の変更を認めること」を言う。そして、この光学フィルタは、本分野において公知の技術を用いて構成すればよい。例えば、スペクトル感度を有する光学遅延フィルムなどの光学的活性素材を、本来は透明な基板の中または上に埋め込む技法や、複数の非常に細いワイヤーを互いに平行となる向きに狭い隙間を開けた状態で配置し、その隙間を光が通過して偏光光を生じるようにするという技法である。光をその物理的特性に基づいて分別するように構成されたフィルタには、具体的に以下のようなものがある。すなわち、ＯＣＬＩ（カリフォルニア州サンタローザ）、Unaxis（リヒテンシュタイン）が製造するダイクロイックプレート、ColorLink（コロラド州ボールダー）が製造するColorSelectフィルタ、そして、Moxtek（ユタ州オレム）が製造するProFluxの偏光器および偏光ビームスプリッタである。
【００２７】
図７に示すように、光セパレータについては、ダイクロイックミラー、偏光ビームスプリッタのいずれであってもよい。それに加え、図７に図示するように、第１の光線は、偏光ビームスプリッタによって反射された後に補正プリズムグループに受け入れられるようになっており、また、ここでは、第２の光線は、イメージアシミレータによって受け取られるより前に偏光ビームスプリッタに当たることはない。そして、イメージアシミレータは、偏光ビームスプリッタと同様に、成分を選択的に回転させるフィルタを有することになる。また、別の形として、図９に示すように、光セパレータが複数のダイクロイックミラーで成ることとしてもよい。
【００２８】
図６に示すように、フィルタ２１５は線形偏光光入力２１０を受け取るように構成されている。そして、同フィルタはさらに、光入力２１０の偏光成分を選択的に回転させて、第１の面に方向付けされる偏光光と第２の面に方向付けされる偏光光とを含む光入力２１７を生成するように構成されている。この実施の形態によれば、第１の面に方向付けされる偏光光は、緑色光などの第１の色成分を含み、第２の面に方向付けされる偏光光は、第２の色成分および第３の色成分（例えば、赤色光および青色光）の両方を含む。
【００２９】
偏光ビームスプリッタ２２０は、第１のフィルタ２１５から第１の偏光光出力２１７を受け取るように配置されている。留意すべきは、偏光ビームスプリッタ２２０が、初期状態の光線を分解し、その結果として２つの線形偏光光線を作るように構成された装置である、という点である。こうしたものであるため、偏光ビームスプリッタ２２０については、光を各種色成分に分解するように構成されたコーティングを有するダイクロイックミラーで成る、とすることができる。例としては、薄膜誘電体コーティングが典型的なコーティングといえる。また、それ以外にも、偏光ビームスプリッタ２２０については、色や偏光に基づいて光を様々な成分に分解するように構成されたコーティングを有する誘電ビームスプリッタとすることもできる。
【００３０】
偏光ビームスプリッタ２２０は、図３で示すような形で、２つ以上の偏光ビームスプリッタ３２１、３２２を有することとしてもよい。そして、この場合のビームスプリッタは、それぞれの有効面が実質的にお互い背を向ける方向を向いており、それによって、コントラストをいっそう向上させると共に、応力複屈折（熱負荷の不均一に起因するものなど）を最小にする。また、任意の構成として、複数の偏光ビームスプリッタ３２１、３２２をお互いに対して傾斜した状態とすることで、関連する光線の間のオフセット（例えば、各々の偏光ビームスプリッタの限定された厚み、および／または、差のある厚みが原因で起こりうるもの）を補正することとしてもよい。留意すべきは、このようにお互いに対して傾斜させられた複数の偏光ビームスプリッタが、以下に示す場合にあてはまる様々な用途において有用となる点である。すなわち、光を分解そして再結合しようとするが、それに対応する形で初期状態の光あるいは発せられる光に存在する収差を修正する必要がある、という場合である。典型的な実施の形態における偏光ビームスプリッタについては、両側に有効な偏光ビームスプリッタ面を有する単一の構成要素で成る、としてもよい。そのような偏光ビームスプリッタの例としては、両方の面にProflux TM偏光ビームスプリッタ面を備えた光学的透過基板が挙げられるであろう。
【００３１】
本発明による偏光ビームスプリッタ２２０は、第２の面に方向付けされる偏光光から、第１の面に方向付けされる偏光光を分離するように構成されている。典型的な実施の形態において、偏光ビームスプリッタ２２０は、第１の面に方向付けされる偏光光を第１の方向に発し、第２の面に方向付けされる偏光光を第２の方向に発するように構成することができる。ここで、第２の方向は、第１の方向に対して実質的に直角である。もう一つの典型的な実施の形態では、偏光ビームスプリッタ２２０を、第２の面に方向付けされる偏光光を透過し、第１の面に方向付けされる偏光光を反射する、という形に構成してもよい。
【００３２】
また、別の構成として、図７で示すように、偏光ビームスプリッタ２２０を、第２の面に方向付けされる偏光光を反射し、第１の面に方向付けされる偏光光を透過する、という構成にしてもよい。この実施の形態では、複数の折り曲げミラーを用いて、カラーマネジメントシステムの有する構成要素同士の間で各種の光線の方向を決めることもできる。ここで使用している折り曲げミラーという用語は、光を反射する能力のある反射面全般を指している。折り曲げミラーについては、例えば、リヒテンシュタインのUnaxis社が製造しているような、アルミニウム処理ミラーまたは強化シルバーミラーとすればよい。図３に示すように、偏光ビームスプリッタ３２０は、実質的にお互いに背を向ける方向を向いた有効面３３１、３３２を有する一対の偏光ビームスプリッタ３２１、３２２とすることもできるし、両側に有効面を備える単一の偏光ビームスプリッタ構成要素とすることもできる。
【００３３】
ここで図６を参照する。イメージアシミレータ５５０は、偏光ビームスプリッタ２２０から、第２の面に方向付けされた偏光光を受け取るように配置されている。イメージアシミレータ５５０については、第２の成分を第３の成分から分離し、そして、第２の成分は第２のマイクロディスプレイ５３２によって、第３の成分は第３のマイクロディスプレイ５３３によって、それぞれ受け取られるように送り出す、という構成になっている。さらに加えて、イメージアシミレータ５５０は、第２のマイクロディスプレイ５３２からは変更後の第２の成分を受け取り、第３のマイクロディスプレイ５３３からは変更後の第３の成分を受け取る、という構成になっている。最後に、イメージアシミレータ５５０は、同化後（assimilated）光出力を、偏光ビームスプリッタ２７０によって受け止められるように発する、という構成になっており、この場合、同化後光出力は変更後の第２の成分と変更後の第３の成分とを含む。典型的な実施の形態では、イメージアシミレータ５５０を作るガラスまたは他の光学材料に関する等価光路長は、適切なシステム構成要素（例えば補正プリズムグループ２４０）が補正的特性を有することになるように決定すればよい。
【００３４】
典型的な実施の形態においては、図５および図６に示すように、イメージアシミレータ５５０はダイクロイックプリズムで成る。また、別の形の実施の形態においては、図４に示すように、イメージアシミレータ４５０は実質的な等路長プリズムとしてもよい。もう１つの典型的な実施の形態では、イメージアシミレータ５５０は、第２の成分と第３の成分とを含む区分化光出力を生成する偏光フィルタで成ることとしてもよく、その場合、第２の成分の方向は、第３の成分の方向に対して直角となるように回転させられる。この別構成の実施の形態によれば、イメージアシミレータ５５０はさらに、偏光フィルタから区分化光出力を受け取るように配置された第２の偏光ビームスプリッタを有する。この第２の偏光ビームスプリッタは、第２の成分を第３の成分から分離し、その後、第２の成分は第２のマイクロディスプレイによって受け取られるように、第３の成分は第３マイクロディスプレイによって受け取られるように、それぞれ送り出す構成となっている。
【００３５】
補正プリズムグループ２４０は、第１の面に方向付けされた光を偏光ビームスプリッタ２２０から受け取るように配置されている。補正プリズムグループ２４０は、一対のプリズム補正器で成ることとすればよく、第１の成分を第１のマイクロディスプレイに受け取られるように送り出し、第１のマイクロディスプレイから変更後の第１の成分を受け取るように構成されている。加えて、補正プリズムグループ２４０は、偏光ビームスプリッタ２２０によって受け取られるように光出力を発する構成となっており、当該光出力は、第２の面に方向付けされた変更後の第１の成分を含むものである。典型的な実施の形態によれば、補正プリズムグループ２４０は、イメージアシミレータ５５０のそれと実質的に等しい等価光路長を示すように構成されている。典型的な実施の形態では、補正プリズムグループ２４０のプリズム補正器は、偏光ビームスプリッタ２２０のために生じる１又は複数の光学収差を補正するように構成されたエアギャップによって隔てられる形で配置されている。
【００３６】
別の典型的な実施の形態では、図２に示すように、補正プリズムグループ２４０は傾斜した方向を示すこととし、それによって、偏光ビームスプリッタ２２０に向き合う面が、補正プリズムグループ２４０から偏光ビームスプリッタ２２０への最短経路に対して直行する位置関係にある平面に関して傾斜した状態となっている。また、別の典型的な実施の形態では、図４に示すように、補正プリズムグループ２４０はさらに、傾斜した補正器プレートを含むこととし、当該プレートが示す傾斜方向は、偏光ビームスプリッタ２２０に向き合う面が、傾斜した補正プレートから偏光ビームスプリッタ２２０への最短経路に対して直行する位置関係にある平面に関して傾斜した状態となるような向きである。
【００３７】
図５で示すような典型的な実施の形態では、出力をさらに増強するために出力フィルタおよび／またはアナライザを配置して、イメージアシミレータ５５０および補正プリズムグループ２４０から変更後の光出力を受け取り、その光をさらに変更して１つの面にだけ方向付けされる偏光光（すなわち、実質的な線形偏光光）を生成することとしてもよい。なお、これは、１以上の光線の偏光軸を回転させることで実現すればよい。また、この典型的な実施の形態によるカラーマネジメントシステム２００については、この第２のフィルタが発した光を受け取って、さらに鋭い包括的光出力（第２のフィルタが発する光と比較して、コントラストが向上したもの）を生成するように配置されたアナライザを有することにしてもよい。さらに別の典型的な実施の形態として、フィルタ（すなわち色選択型遅滞素子）の特徴に従い、あらかじめ決められた波長の光を光線から除去する、という形にアナライザを構成することもできる。最後に、留意すべきこととして、カラーマネジメントシステム２００が発する光線は、イメージ投写のために投写レンズによって拡大されうる。
【００３８】
図６に示すようなカラーマネジメントシステムは、物理的なサイズを維持または小型化しつつ、より大きい光束に対する要求に対処する能力を高めるために、複数の視野レンズ（成分光線を受け取ってこれを集光することで光線の径を小さくするために配置されるもの）を組み入れることしてもよい。また、さらに、図８に示すように、青および／または赤のマイクロディスプレイに光線が達するのに先立って、これらを受け止めて改善するように配置された、１つ以上の遅延プレートをシステムが有することにしてもよい。
【００３９】
また、典型的な実施の形態として、図６に示すように、カラーマネジメントシステム２００が１つ以上の視野レンズ６１０を有することにしてもよい。これらレンズは各々、マイクロディスプレイが光線を受け止める前、および／または、マイクロディスプレイが光を送り出した後に、線形偏光光線を受け止めてこれを集光するように配置されている。この実施の形態によれば、光線は集光されて、よりコンパクトな出力ビームとなり、その結果、同等またはより高いレベルの光束を維持しつつ、より小さな投写レンズを有効に使用することが可能となる。
【００４０】
この実施の形態によれば、フィルタ２１５は、実質的に線形偏光された光入力２１０を受け取り、偏光光入力の成分を選択的に回転させることで、２つの面に方向付けされる光２１７を発する。偏光ビームスプリッタ２２０は、複数に方向付けされる光２１７を受け取ると、それを実質的に線形偏光された２つの光出力に分解する。出力の一方は単一の成分を含み、もう一方は２つの成分を含む。イメージアシミレータ５５０は、偏光ビームスプリッタ２２０から、２つの成分を含む出力光を受け取ると、さらにその光を分解して２つの光出力とする。これら出力はそれぞれ、２つの成分のうち１つを含む。その後、イメージアシミレータ５５０は、光出力の各々を対応するマイクロディスプレイ５３２、５３３に送り、それぞれのマイクロディスプレイから変更後の出力を受け取る。最後に、イメージアシミレータ５５０は、マイクロディスプレイからの変更後出力を含む出力を生成する。補正プリズムグループ２４０は、偏光ビームスプリッタ２２０から単一色の光出力を受け取り、対応するもう一つのマイクロディスプレイ２３１にその光を送る。その後、補正プリズムグループ２４０は、マイクロディスプレイ２３１から変更後光出力２５９を受け取ると、イメージアシミレータ５５０からの光出力との結合のためにそれを送り出す。
【００４１】
本発明のカラーマネジメントシステム２００については、イメージアシミレータ５５０を補正プリズムグループと適宜置き換えることで、他のシステム（例えば、図２に示すような単一パネル型のもの、図４に示すような２重パネル型のもの、また、図５から図９に示すような３重パネル型のもの）でも使用できるように調整できる点に留意すべきである。さらにまた、図９に示すように、本発明のシステムはパススルーシステム９００として実装することもでき、その場合、空間情報は、緑色伝達光弁９３１、青色伝達光弁９３２そして赤色伝達光弁９３３によって、３つの光線９０１、９０２、９０３の各々に加えられ、その後、２つの偏光ビームスプリッタ９２０、９７０によって再結合が行われることになる。この実施の形態による典型的なカラーマネジメントシステムは、第１のダイクロイックミラー９２１および第２のダイクロイックミラー９２２で成る光セパレータ２２０を有する。そして、前記第１のダイクロイックミラー９２１は、前記光入力を受け取るように配置されていると共に、前記第１の成分を前記第２の成分から分離して、前記第１の成分を含む第１の光線９０３と前記第２の成分を含む第２の光線９８９とを発するように構成されている。また、前記第２のダイクロイックミラー９２２は、前記第２の光線９８９を受け取るように配置されていると共に、前記第２の成分を前記第３の成分から分離し、前記第２の成分を含み品質が高められた第２の光線９０２と前記第３の成分を含む第３の光線９０１とを発するように構成されている。また、前記第１の光線９０３は、第１の偏光光線を生成するように構成された第１の偏光子９１３によって受け止められることになり、前記品質が高められた第２の光線９０２はその後、第２の偏光光線を生成するように構成された第２の偏光子９１２によって受け止められ、前記第３光線９０１はその後、第３の偏光光線を生成するように構成された第３の偏光子９１１によって受け止められる。さらに、前記カラーマネジメントシステムは赤色光弁９３３を含み、当該光弁は前記第１の偏光光線を受け取るように配置されていると共に、前記イメージアシミレータ９２０によって受け止められるように偏光赤色光線を発する構成となっている。また、前記カラーマネジメントシステムはさらに、前記第２の偏光光線を受け取るように配置された青色光弁９３２を有し、当該青色光弁は、前記イメージアシミレータ９２０によって受け止められるように偏光青色光線を発する構成となっている。また、前記カラーマネジメントシステムはさらに、前記第３の偏光光線を受け取るように配置された緑色光弁９３１を有し、当該緑色光弁は、前記補正プリズムグループ９４０によって受け止められるように偏光緑色光線を発する構成となっている。最後に、前記補正プリズムグループ９４０が補正後出力を発し、この補正後出力は、偏光ビームスプリッタ９２０によって生成された同化後出力（偏光青色光線および偏光赤色光線を含むもの）とビームスプリッタ９７０によって結合されることになる。典型的な実施の形態におけるビームスプリッタ９２０からの出力（偏光青光線と偏光赤光線とを含むもの）は、色選択フィルタおよびクリーンアップ偏光子を通過し、その後、ビームスプリッタ９７０からの出力と結合され、投写レンズに送られて投写イメージに出力される。
【００４２】
このように、本発明は、偏光性要素とダイクロイック要素とを利用して光入力を複数の色帯に分割し、それら色帯に対応する複数のマイクロディスプレイが空間情報を重ね合わせ、さらに変更後の色帯を再結合してフルカラーの投写イメージを生成する、というものである。
以上、本発明について、各種の典型的な実施の形態に関連付けて説明した。しかし、当業者であれば理解できるように、本発明の範囲から逸脱しない形で、典型的な実施の形態に変更及び変形を施すことが可能である。たとえば、各種の要素については、他の光学的な構成や配置を実現するなどして、別な形で実装することもできる。こうした別の形は、特定の用途によって、あるいは、システムの動作に関連する数多くの要因を考慮しながら、適したものを選択することができる。これらの、そして、これら以外の変更または変形も、別紙の特許請求の範囲に表される本発明の範囲内に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来技術のカラーマネジメントシステムを示す図である。
【図２】本発明の典型的な実施の形態による、単一パネルのカラーマネジメントシステムを示す図である。
【図３】典型的な実施の形態による偏光ビームスプリッタを示す図であり、当該偏光ビームスプリッタは一対の傾斜した偏光ビームスプリッタであり、それぞれの有効面は実質的にお互いに背を向けた方向を向いている。
【図４】本発明に関する別の典型的な実施の形態による２重パネル型カラーマネジメントシステムを示す図であり、補正プリズムグループは傾斜しており、イメージアシミレータは実質的な等路長プリズム（equal path length prism）である。
【図５】本発明に関するさらに別の典型的な実施の形態による３重パネル型カラーマネジメントシステムを示す図であり、イメージアシミレータはダイクロイックプリズムであり、出力フィルタとアナライザとが出力をさらに増強する。
【図６】複数の視野レンズが組み入れられた３重パネル型カラーマネジメントシステムを示す図であり、当該視野レンズは成分光線を受け取り、これを集光して光線の径を小さくするように配置されている。
【図７】本発明に関するさらに別の典型的な実施の形態による３重パネル型カラーマネジメントシステムを示す図であり、光セパレータは、ダイクロイックミラーまたは偏光ビームスプリッタであり、第１の光線は、偏光ビームスプリッタによって反射された後に補正プリズムグループによって受け止められ、第２の光線は、イメージアシミレータに受け止められるより前に偏光ビームスプリッタに当たることはなく、そして、イメージアシミレータは、偏光ビームスプリッタと同様に成分を選択的に回転させるフィルタを含む。
【図８】本発明に関するさらに別の典型的な実施の形態による３重パネル型カラーマネジメントシステムを示す図であり、光セパレータはダイクロイックミラーであり、遅延プレートが、青および赤のマイクロディスプレイに受け止められるのに先立って光線を改善するように配置されている。
【図９】本発明に関するさらに別の典型的な実施の形態による３重パネルのパススルー型カラーマネジメントシステムを示す図であり、光セパレータは複数のダイクロイックミラーを含み、空間情報は、赤色伝達光弁、緑色伝達光弁そして青色伝達光弁によって、２つの偏光ビームスプリッタによる再結合に先立って３つの光線の各々に対して加えられる。伝達光弁については、サイズや解像度が様々に異なるものが入手可能であり、その中から特定の用途の条件を満たす適当なものを選択すればよく、ソニーおよびエプソン両社が製造するものなどが市場で容易に入手できる。
【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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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月14日(2003.8.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の成分と第２の成分とを含む光入力（２１０）を受け取るように配置された光セパレータ（２２０）であって、前記第１の成分を前記第２の成分から分離し、前記第１の成分を含む第１の光線（２２１）と前記第２の成分を含む第２の光線（２２２）とを発するように構成されている、という前記光セパレータと、そして、
エアギャップによって隔てられた２以上のプリズム補正器を有し、前記第１の光線を受け取るように配置された補正プリズムグループ（２４０）であって、第１のマイクロディスプレイ（２３１）によって受け取られるように前記第１の光線を送り出し、前記第１のマイクロディスプレイから変更後の第１の光線を受け取り、そして、補正後の光出力（２８２）を発する、という構成になっている前記補正プリズムグループとを有し、
前記補正後光出力は、前記変更後の第１の光線を含み、前記エアギャップは前記光セパレータで誘発される光学収差を補正すること、
を特徴とするカラーマネジメントシステム（２００）。
【請求項２】
前記光入力は、第１の面に方向付けされる偏光光と第２の面に方向付けされる偏光光とを含み、
前記光セパレータは、前記第１の面に方向付けされる前記光を前記第２の面に方向付けされる前期光から分離し、前記第１の面に方向付けされる前記光を含む第１の光線と前記第２の面に方向付けされる前記光を含む第２の光線と発するように構成された偏光ビームスプリッタで成ること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３】
前記第２の光線を含む補完的光出力と前記補正後光出力とから包括的光出力を形成するように構成された偏光ビームスプリッタを更に含むこと、
を特徴とする請求項２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項４】
前記補正プリズムグループは一対のプリズム補正器で成ること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項５】
前記補正プリズムグループは、傾斜した方向を示すこと、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項６】
前記補正プリズムグループはさらに、傾斜した方向を示す傾斜補正器プレートを含むこと、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項７】
前記補正プリズムグループは、前記偏光ビームスプリッタの等価光路長と実質的に等しい補正器等価光路長を示すように構成されていること、
を特徴とする請求項２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項８】
前記偏光ビームスプリッタは、実質的にお互いに背を向ける方向を向いた有効面を有している一対の偏光ビームスプリッタで成ること、
を特徴とする請求項２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項９】
前記一対の偏光ビームスプリッタは、お互いに対して傾斜していること、
を特徴とする請求項８に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１０】
前記補正後光出力を受け取り、前記補正後光出力をイメージ表示のために投写する映写レンズを更に有すること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１１】
前記第２の光線を受け取るように配置されたイメージアシミレータを更に有し、
前記イメージアシミレータは、１以上のマイクロディスプレイによって受け取られるように前記第２の光線を送り出し、前記１以上のマイクロディスプレイから１以上の変更後の第２の光線を受け取り、そして、前記変更後の第２の光線を含む同化後光出力を発するように構成されており、
前記同化後光出力は、前記補完的な光出力を形成すること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１２】
前記イメージアシミレータは実質的な等路長プリズムであること、
を特徴とする請求項１１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１３】
前記補正プリズムグループは、前記イメージアシミレータと前記偏光ビームスプリッタとの組合せの等価光路長に実質的に等しい補正器等価光路長を示すように構成されていること、
を特徴とする請求項１２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１４】
前記第１の成分は赤色を含むこと、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１５】
前記第２の成分は青色と緑色とを含むこと、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１６】
前記第２の光線は第３の成分を含み、
前記イメージアシミレータは、前記第２の成分を前記第３の成分から分離し、前記第２の成分を含む第２の光線を発し、そして、前記第３の成分を含む第３の光線を発するように構成されており、
前記第２の光線は第２のマイクロディスプレイによって受け取られ、前記第３の光線は第３のマイクロディスプレイによって受け取られ、
前記イメージアシミレータはさらに、前記第２のマイクロディスプレイからの変更後の第２の光線を受け取り、前記第３のマイクロディスプレイから変更後の第３の光線を受け取るように構成されており、
前記同化後光出力は前記変更後の第２の光線と前記変更後の第３の光線とを含むこと、
を特徴とする請求項１１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１７】
前記イメージアシミレータはダイクロイックプリズムで成ること、
を特徴とする請求項１６に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１８】
前記補正後光出力を受け取るように配置された出力フィルタを更に有し、
前記出力フィルタは、単一の面に方向付けられた光を含むフィルタ処理補正後光出力を生成するように構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項１９】
前記出力フィルタは、前記補正後光出力を回転させるように構成されていること、
を特徴とする請求項１８に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２０】
前記出力フィルタは、前記補完的光出力を回転させるように構成されていること、
を特徴とする請求項１８に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２１】
前記フィルタ処理補正後光出力を受け取るように配置されたアナライザを更に有し、
前記アナライザは、前記フィルタ処理補正後光出力と比較してコントラストの向上した、鋭くされた補正後光出力を生成するように構成されていること、
を特徴とする請求項１８に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２２】
前記アナライザは、あらかじめ決められた波長の光を前記フィルタ処理補正後光出力から除去するように構成されていること、
を特徴とする請求項２１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２３】
前記補完的光出力を受け取るように配置されたアナライザを更に有し、
前記アナライザは、前記補完的光出力が向上したコントラストを示すようにする構成となっていること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２４】
前記第１の成分は緑色を含むこと、
を特徴とする請求項１６に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２５】
前記第２の成分は青色を含むこと、
を特徴とする請求項１６に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２６】
前記第３の成分は赤色を含むこと、
を特徴とする請求項１６に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２７】
前記光セパレータは、光入力を受け取り、前記光入力の成分を選択的に回転させることで、第１の面に方向付けされる光と第２の面に方向付けされる光とを含む偏光光入力を生成するように構成された入力フィルタを含み、
前記光セパレータはさらに、前記第２の面に方向付けされる前記光から前記第１の面に方向付けされる前期光を分離し、前記第１の面に方向付けされる前記光を含む第１の光線と前記第２の面に方向付けされる前記光を含む第２の光線と発するように構成された偏光ビームスプリッタを含むこと、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２８】
前記光セパレータは、前記第１の成分を前記第２の成分から分離するように構成されたダイクロイックミラーで成ること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項２９】
前記第１の光線を、前記第１のマイクロディスプレイによって受け取られる前に受け止めるように配置された１以上の視野レンズを更に有し、
前記１以上の視野レンズは、前記第１の光線の断面の径を小さくするように構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３０】
前記第２の光線を、前記１以上のマイクロディスプレイによって受け取られる前に受け止めるように配置された１以上の視野レンズを更に有し、
前記１以上の視野レンズは、前記第２の光線の断面の径を小さくするように構成されていること、
を特徴とする請求項１１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３１】
前記第３の光線を、前記第３のマイクロディスプレイによって受け取られる前に受け止めるように配置された１以上の視野レンズを更に有し、
前記１以上の視野レンズは、前記第３の光線の断面の径を小さくするように構成されていること、
を特徴とする請求項１６に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３２】
前記イメージアシミレータは、前記第２の光線を受け取り、前記第２の光線の成分を選択的に回転させることで、第１の面に方向付けされる光と第２の面に方向付けされる光とを含む偏光光線を生成するように構成されたアシミレータ入力フィルタを更に有し、
前記イメージアシミレータは更に、前記第２の面に方向付けされた前記光から前記第１の面に方向付けされる前記光を分離することで前記第２の成分を前記第３の成分から分離するように構成された、偏光ビームスプリッタを有すること、
を特徴とする請求項１６に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３３】
前記イメージアシミレータからの前記第２の光線を受け取り、強化後の第２の光線を前記１以上のマイクロディスプレイによって受け取られる形で発するように配置された遅延プレートを更に有すること、
を特徴とする請求項１１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３４】
前記光セパレータは、第１のダイクロイックミラーと第２のダイクロイックミラーとで成り、
前記第１のダイクロイックミラーは、前記光入力を受け取るように配置されているとともに、前記第１の成分を前記第２の成分から分離し、前記第１の成分を含む第１の光線と前記第２の成分を含む第２の光線とを発するように構成されており、
前記第２のダイクロイックミラーは、前記第２の光線を受け取るように配置されているとともに、前記第２の成分を前記第３の成分から分離し、前記第２の成分を含む品質の高められた第２の光線と前記第３の成分を含む第３の光線とを発するように構成されており、
前記第１の光線は、第１の偏光光線を生成するように構成された第１の偏光子によって受け取られることとなっており、前記品質の高められた第２の光線は、第２の偏光光線を生成するように構成された第２の偏光子によって受け取られることとなっており、前記第３の光線は、第３の偏光光線を生成するように構成された第３の偏光子によって受け取られることとなっており、
前記カラーマネジメントシステムは、前記第１の偏光光線を受け取るように配置され、前記イメージアシミレータによって受け取られる偏光赤色光線を発するように構成された赤色光弁を更に有し、また、前記カラーマネジメントシステムは、前記第２の偏光光線を受け取るように配置され、前記イメージアシミレータによって受け取られる偏光青色光線を発するように構成された青色光弁を更に有し、また、前記カラーマネジメントシステムは、前記第３の偏光光線を受け取るように配置され、前記補正プリズムグループによって受け取られる偏光緑色光線を発するこように構成された緑色光弁を更に有すること、
を特徴とする請求項１６に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３５】
前記イメージアシミレータは、前記第２の成分と前記第３の成分とを含む区分化光出力を生成するように構成された偏光フィルタを有し、
前記第２の成分の方向は、前記第３の成分の方向に対して直角となるように回転させられ、
前記イメージアシミレータは更に、前記偏光フィルタから前記区分化光出力を受け取るように配置された埋め込み偏光ビームスプリッタを有し、
前記埋め込み偏光ビームスプリッタは、前記第２の成分を前記第３の成分から分離し、前記第２の成分を含む前記第２の光線を発し、そして、前記第３の成分を含む前記分別された第３の光線を発するように構成されていること、
を特徴とする請求項１１に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３６】
前記分離偏光ビームスプリッタは、前記第１の光線を第１の方向に発し、前記第２の光線を第２の方向に発するように構成されており、
前記第２の方向は前記第１の方向に対して実質的に直角となること、
を特徴とする請求項２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３７】
前記分離偏光ビームスプリッタは、前記第２の光線を送り出し、前記第１の光線を反射するように構成されていること、
を特徴とする請求項２に記載のカラーマネジメントシステム。
【請求項３８】
投写システム用にカラーマネジメントを実現する方法であって、
第１の成分と第２の成分とを含む光入力（２１０）を受け取り、前記第１の成分を前記第２の成分から分離して、前記第１の成分を含む第１の光線（２２１）と前記第２の成分を含む第２の光線（２２２）とを発するステップと、
前記第１の光線を受け取り、第１のマイクロディスプレイ（２３１）によって受け取られるように前記第１の光線を送り出し、前記第１のマイクロディスプレイから変更後の第１の光線を受け取り、そして補正後光出力（２８２）を発するステップであって、前記補正後光出力は、前記変更後の第１の光線を含み、補正プリズムグループ（２４０）の等価光路長の補正特性を示すものである、というステップと、
前記第２の光線を受け取り、１以上のマイクロディスプレイによって受け取られるように前記第２の光線を送り出し、前記１以上のマイクロディスプレイから１以上の変更後の第２の光線を受け取り、同化後光出力（６８５）を発するステップであって、前記同化後光出力は前記１以上の変更後の第２の光線を含み、プリズム（４５０，５５０）の等価光路長のアシミレータ特性を示すものである、というステップと、そして、
前記同化後光出力と前記補正後光出力とを受け取り、前記同化後光出力と前記補正後光出力とを含む包括的光出力（２９０）を発するステップと、を有し、
前記補正後光出力の前記補正特性は前記同化後光出力の前記アシミレータ特性を補正するように構成されていること、
を特徴とする方法。
【請求項３９】
２つの光成分を分離し、それと共に前記光成分における収差を修正する光セパレータであって、お互いに関して傾斜し、実質的にお互いに背を向ける方向を向くように方向付けされた有効面（３３１，３３２）を有する複数の偏光ビームスプリッタ（３２１，３２２）を有している、という前記光セパレータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
ここで図６を参照する。イメージアシミレータ５５０は、偏光ビームスプリッタ２２０から、第２の面に方向付けされた偏光光を受け取るように配置されている。イメージアシミレータ５５０については、第２の成分を第３の成分から分離し、そして、第２の成分は第２のマイクロディスプレイ５３２によって、第３の成分は第３のマイクロディスプレイ５３３によって、それぞれ受け取られるように送り出す、という構成になっている。さらに加えて、イメージアシミレータ５５０は、第２のマイクロディスプレイ５３２からは変更後の第２の成分を受け取り、第３のマイクロディスプレイ５３３からは変更後の第３の成分を受け取る、という構成になっている。最後に、イメージアシミレータ５５０は、同化後（assimilated）光出力６８５を、偏光ビームスプリッタ２７０によって受け止められるように発する、という構成になっており、この場合、同化後光出力は変更後の第２の成分と変更後の第３の成分とを含む。典型的な実施の形態では、イメージアシミレータ５５０を作るガラスまたは他の光学材料に関する等価光路長は、適切なシステム構成要素（例えば補正プリズムグループ２４０）が補正的特性を有することになるように決定すればよい。


【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004538527.tif 000044
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2004538527.tif 000045
【国際調査報告】
2004538527.tif 000046
2004538527.tif 000047