(57)【要約】デジタルカメラやビデオカメラのファインダー／ディスプレイなどに適用するためのデュアルモードディスプレイシステム（２０）は覗き込み（ニアアイ）の見る位置（２８）などの見る位置に虚像を、投射（プロジェクション）スクリーン（３４）などの面に投射される実像を、それぞれ供給するために使用されるシングル空間光変調マイクロディスプレイ（２２）を備える。投射スクリーンはカメラの外部面にあり、ビデオカメラなどの装置から拡張可能であり、壁や、机や、紙や、伝統的な投射スクリーンなどの外部スクリーンである。共通のＳＬＭ（２２）を使用する時、覗き込みモードと投射モードの光学経路はまったく異なることや、多くの部分や、全てが共通の場合もある。異なる光源が２つのモードのために使用されることもあり、同じ光源の場合もある。ディスプレイシステムは、２つの異なった光源からの１つの選択により、またはレンズや反射面（２４）などの光学エレメントの移動により、２つのモードの間を切り替えられる。
2004514925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を再生するために設定された画像生成装置と、装置が画像生成装置からの実像を作成する第一モードと、装置が画像生成装置からの虚像を作成するモードとの、２つのモードの一方もしくは双方で装置が作動する際に鑑賞者目視可能な画像とからなるディスプレイ装置。
【請求項２】
画像生成装置がマイクロディスプレイである請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
マイクロディスプレイが液晶マイクロディスプレイである請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
液晶マイクロディスプレイが強誘電性液晶マイクロディスプレイである請求項３に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
液晶マイクロディスプレイがネマティック液晶ディスプレイである請求項３に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
マイクロディスプレイがデジタルマイクロミラー装置である請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
マイクロディスプレイシステムがＴＦＴ装置である請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
マイクロディスプレイシステムがＯＬＥＤである請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
一方または双方のモードで画像生成装置に対して光を放射し、画像生成装置と共に画像を生成する一つまたは複数の光源装置をさらに備える請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項１０】
赤色、緑色、青色ＬＥＤを有する少なくとも１つの光源装置を備える請求項９に記載のディスプレイ装置。
【請求項１１】
１つのみの光源装置を備える装置からなる請求項９に記載のディスプレイ装置。
【請求項１２】
少なくとも２つの光源を備える装置からなる請求項９に記載のディスプレイ装置。
【請求項１３】
一つまたは複数の光源からの光強度を安定化する光源駆動装置をさらに備える請求項９に記載のディスプレイ装置。
【請求項１４】
ディスプレイ装置が作動する画像レビューモードに関連して光源駆動装置により安定化された光の強度を備える請求項１３に記載のディスプレイ装置。
【請求項１５】
ディスプレイ装置が作動するモードを確立するモード選択装置をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
装置の操作者が望ましい画像レビューモードを選択できる少なくとも２つの状態に切換え可能なスイッチからなるモード選択装置を備える請求項１５に記載のディスプレイ装置。
【請求項１７】
装置が第二モードで作動する際に装置の操作者が画像生成装置からなる虚像を見ることが可能なアイピースをさらに備える請求項１５に記載のディスプレイ装置。
【請求項１８】
装置操作者がファインダーを覗く事を検出する近接センサーを備えるモード選択装置を備える請求項１７に記載のディスプレイ装置。
【請求項１９】
第一モードで装置が作動する際に画像生成装置からの実像が出現する画像スクリーンをさらに備える請求項１５に記載のディスプレイ装置。
【請求項２０】
第一モードで作動中に使用のためのアクティブ状態と、第一モードで作動していない時のためのインアクティブ状態の少なくとも２つの状態を移動できる画像スクリーンを備える請求項１９に記載のディスプレイ装置。
【請求項２１】
モード選択装置が画像スクリーンの位置を検出して装置が作動しているモードを確立する請求項２０に記載のディスプレイ装置。
【請求項２２】
画像スクリーンに対するポインティング装置の位置を決定する検出装置を備える請求項１９に記載のディスプレイ装置。
【請求項２３】
画像スクリーンが装置作動環境にある外乱光の少なくとも一部分を排除するため偏光する請求項１９に記載のディスプレイ装置。
【請求項２４】
画像スクリーンが非均一な増幅を備える請求項１９に記載のディスプレイ装置。
【請求項２５】
虚像が虚像位置への第一光学経路に従い、実像が実像位置への第二光学経路に従う請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項２６】
第一光学経路と第二光学経路が同時発生しない請求項２５に記載のディスプレイ装置。
【請求項２７】
第一光学経路と第二光学経路がほぼ同時発生する請求項２５に記載のディスプレイ装置。
【請求項２８】
第一光学経路と第二光学経路が部分的のみに同時発生する請求項２５に記載のディスプレイ装置。
【請求項２９】
第二光学経路の少なくとも一部分がディスプレイ装置の外部にある請求項２５に記載のディスプレイ装置。
【請求項３０】
実像がディスプレイ装置の外部に作成される請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３１】
ディスプレイ装置がデジタルカメラである請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３２】
ディスプレイ装置がビデオカメラである請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３３】
ディスプレイ装置が外部ソースからの電子形式の画像を受信するよう設定されたポータブルテレコミュニケーション装置である請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３４】
ディスプレイ装置が携帯情報端末である請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３５】
画像作成装置で、
照明装置と、
照明装置を使用する光学コミュニケーション内の反射空間光変調器（ＳＬＭ）で、画像を生成するために照明装置からの光を変調するように設定されたＳＬＭと、
焦点を合せた画像を第一表示画面に出現させるなどＳＬＭにより作成された画像の焦点を合せる第一レンズ装置と、装置が第一モードで作動する際に鑑賞者の網膜に位置する該第一表示画面と、
装置が第二モードで作動する際に投射された画像が第二表示画面に出現させるなどＳＬＭにより作成された画像を投射する第二レンズ装置と、一人以上の鑑賞者により目視可能な該第二表示画面と、からなる装置。
【請求項３６】
画像作成装置で、複数の鑑賞者が同時に装置により作成された画像を見ることが可能に設定された画像生成装置を備える該装置で、
一時に一人の者のみにより目視可能な画像生成装置の第二画像を作成する装置、
を備える改良装置。
【請求項３７】
画像キャプチャー装置を備えるハウジングと、
ハウジング内に位置するマイクロディスプレイと、
ハウジング内に位置する光源と、
光源から目視位置に至る第一光学経路と、
光源から画像を投射する位置に至る第二光学経路と、
第一または第二どちらの光学経路も選択できる、画像キャプチャ−装置内で実施するディスプレイ装置。
【請求項３８】
画像を表現する画像キャプチャー装置内で実施されるディスプレイ装置であって、
マイクロディスプレイと、
覗き込み目視位置においてマイクロディスプレイの目視可能な画像を提供する第一光学装置と、
画像投射位置において投射された画像を提供する第二光学装置と、
第一光学装置と第二光学装置のどちらも選択可能であることを備えるディスプレイ装置。
【請求項３９】
画像キャプチャー装置により表現された画像を表示する方法であって、
マイクロディスプレイを供給することと、
マイクロディスプレイからマイクロディスプレイの画像を見ることが可能な可視面までの光学経路を供給することと、
マイクロディスプレイから画像投射位置までの光学経路を供給することからなる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の範囲
本発明は一般的には表示装置、より詳細には覗き込みでも投射モードのどちらでも実行できるデュアルモード表示装置、つまり個人用のディスプレイとしても共用のディスプレイとしても使用が可能な装置に関するものである。
【０００２】
従来の技術
伝統的にカメラはユーザのためのファインダーを備える。一部のカメラはビグネットポートを通したカメラと同じくらい単純である。このビグネットポートを通したカメラでは、フィルムに表現される画像のほぼ限界を確認できる。一眼レフカメラでは、ポートはユーザが実際のレンズを通してカメラによりフィルム上に表現される画像のおおよその限界を確認できる。これらカメラ技術の改良により、個人やプロの写真の品質を大きく進歩させることが可能になった。もちろん、その後に表現された画像はポートを使用して見ることができなかった。
【０００３】
デジタルカメラの出現により、当初、ユーザが表現した画像を確認できるように、製造業者は小型（約４．８３ｃｍ（１．９インチ））電子ディスプレイを選択し、次に再生や、以前に表現された画像を見ることができるように選択した。これらの電子ディスプレイは典型的に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）技術を使用していた。これらのディスプレイを用いた製品の使用を検討することにより、製造業者はまた“集団視”といわれる方法をカメラユーザが実行できることを発見した。集団視は効率的な方法で手近な他人と画像を共有する。このようなディスプレイは「共有ディスプレイ」といわれるようになった。共有ディスプレイの一つの主要な課題として、太陽光の下ではこれらのディスプレイを見ることが非常に困難なことがある。他の課題としては共有ディスプレイによる電力消費がある。カメラで現在実施されている新しい種類の低電力覗き込みディスプレイ装置は周囲の光の状態と関係無しに常に使用できるため、ＴＦＴディスプレイの課題を克服しているが、製造業者は新たに得た集団視という形態を断念することはしたくない。本発明は二つの独立したディスプレイ装置を必要とすることはく、同一の装置内に二つの形態を共存させることを可能にする。
【０００４】
発明の開示
本発明は画像を再生するために画像生成装置の設定を備えるディスプレイ装置に関するものである。第一モードは装置が画像生成装置の実像を作成し、第二モードは画像生成装置の虚像を作成する二つの画像レビューモードの一方、または両方によって装置が作動する時に画像が鑑賞者によって目視される。
【０００５】
画像生成装置はマイクロディスプレイであり得る。マイクロディスプレイは強誘電性液晶やネマティック液晶を使用した液晶マイクロディスプレイでありえる。マイクロディスプレイはデジタルマイクロミラー装置、ＴＦＴ装置、ＯＬＥＤ装置であり得る。ディスプレイ装置はさらに外部の画像生成装置に向け発光し、モードの一方もしくは両方において画像作成を画像生成装置と協働する一つから複数の光源装置を備える。少なくとも一つの光源装置は赤、緑、青のＬＥＤのそれぞれを備える。装置は一つあるいはただ一つの光源装置を備え得る。装置は少なくとも二つの光源装置を備え得る。装置はさらに一つ又は複数の光源装置から光の強度を確立する光源駆動装置を備える。光源駆動装置により確立された光の強度はディスプレイ装置を作動させる画像レビューモードに関連する。
【０００６】
ディスプレイ装置はさらにディスプレイ装置を作動させるモードを確立するモード選択装置を備え得る。モード選択装置は装置操作者に望ましい画像レビューモードを選択可能にする少なくとも二つ状態に切換え可能なスイッチを備える。ディスプレイ装置はさらに装置操作者が第二モードで装置を作動している際に画像生成装置の虚像が確認できる接眼レンズを備え得る。モード選択装置は装置操作者がファインダーを覗くことを検出できる近接センサーを備え得る。ディスプレイ装置はさらに第一モードで装置が作動する際に画像生成装置の実像が表示される画像スクリーンを備え得る。画像スクリーンは第一モードで操作中に使用する活動状態と第一モード以外の操作中に使用する非活動状態の少なくとも二つの状態の間を移動できる。モード選択装置は画像スクリーンの状態を検出し、さらに作動する装置のモードを確立する。ディスプレイ装置はさらに画像スクリーンについてのポインティング装置の状態を決定する検出装置を備え得る。画像スクリーンは装置の操作環境に与えられた外乱光の少なくとも一部を排除するため偏光性を持ち得る。画像スクリーンは非均一な増幅率を持ち得る。
【０００７】
虚像は虚像位置への第一光学経路に従い、実像は実像位置への第二光学経路に従い得る。第一光学経路と第二光学経路はどこでも同時に起こり得ない。第一光学経路と第二光学経路は同時に起こり得る。第一光学経路と第二光学経路は部分的に同時に起こり得る。少なくとも第二光学経路の一部は外部のディスプレイ装置へ向けられ得る。実像はディスプレイ装置に対し外部に形成され得る。
【０００８】
ディスプレイ装置はデジタルカメラ、ビデオカメラ、外部ソースから電子的画像を受信するため設定されたポータブルテレコミュニケーション装置、外部ソースから電子的画像を受信するため設定された携帯情報端末、などである。
【０００９】
本発明はまた画像を作成するための装置に関連し、装置は照明装置や照明装置を伴う光学コミュニケーション内の反射空間光変調器、画像を作成することができるように照明装置からの光を変調するための設定されたＳＬＭを備え得る。装置はまた焦点を合わした画像が第一表示画面に表示されるなど、ＳＬＭにより作成される画像に焦点を合せる第一レンズ装置を備え、装置が第一モードで実行される時は、表示領域は鑑賞者の網膜にある。装置はまた装置が第二モードで作動する時に第二表示画面に表示するなど、ＳＬＭによって作成された画像を投射する第二レンズ装置を備え、第二表示画面は一人以上の鑑賞者によって見ることができる。
【００１０】
本発明はまた画像を作成するための装置に関係している。装置は複数の鑑賞者が装置により作成された画像を同時に見ることが可能なように設定された画像生成装置を備え得る。改良により一度に一人の鑑賞者だけが原則的に見ることが可能な画像生成装置の第二画像を作成することも含まれる。
【００１１】
本発明はまたイメージキャプチャー装置内で実施され、イメージキャプチャー装置を含むハウジングと、ハウジング内に配置されたマイクロディスプレイ、ハウジング内に配置された光源を備えるディスプレイ装置に関係している。第一光学経路が光源から画面までに存在し、第二光学経路が光源から画像投射位置まで存在する。第一光学経路も第二光学経路のどちらも選択可能である。
【００１２】
本発明はまた画像キャプチャー装置により表現される画像の表示方法に関係している。この方法はマイクロディスプレイの供給、マイクロディスプレイからマイクロディスプレイの画像を見ることができる画面までの光学経路の供給、マイクロディスプレイから画像投射位置までの光学経路の供給からなる。
【００１３】
発明の実施形態
本発明はここでユーザが覗き込み（個人用ディスプレイ）モードと投射画面（プロジェクション）モード（共有ディスプレイ）の一方もしくは両方を選択できるデュアルモードディスプレイシステムを供給するために記述される。本発明の出願の狙いはデジタルカメラであるが、本発明はまた、ビデオカメラ、セルラーフォン、ゲーム機、個人用表示装置、携帯情報端末（ＰＤＡｓ）、工業用装置など多くのものに幅広く適用できる。以下の記述では、多くの詳細が本発明の理解のために述べられる。以下の記述に基づいて、当業者は本発明の様々な変形を実施できる。また、コンポーネント生産用の既知のプロセスや様々な光学コンポーネントの既知の光学的影響は本発明を不必要に曖昧にしないために記述しなかった。
【００１４】
本発明は既知の、またまだ発見されていない多くのディスプレイ装置で実施され得る。例えば、本発明は現在、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯情報端末、セルラーフォン、個人用ムービープレーヤー、個人用ゲーム機などで実施できるだろう。新しい機器が発見され、一般に使用されるようになることにより、これらの装置は当業者によりどのように本発明を適応するか理解されるだろう。
【００１５】
本発明の第一実施形態を図１、図２に示す、デジタルカメラなどの、ディスプレイ装置２０は画像生成装置２２を備える。この図または他の図において、同じ参照番号は図内の同じエレメントを示す。上記したように、本発明では複数のディスプレイ装置で実施できる。この理由のため、本発明に関連のあるディスプレイ装置のエレメントのみをここで表示し説明する。他のエレメント−例えば、画像作成やビデオやデジタルカメラ内の記憶メカニズム−は本発明を明確化するために省略した。画像生成装置２２は覗き込みモードでは光学的に目の網膜に中継され、投射モードでは一人もしくは複数の人により見ることが可能な、内部又は外部のディスプレイスクリーン上に表示するために増幅される画像を作成する。覗き込みモードで作成された画像は虚像であり、投射モードで作成された画像は画像生成装置の実像である。
【００１６】
例えば、米国特許第５７４８１６４号や米国特許第５８０８８００号などで開示されているような、画像生成装置２２は液晶マイクロディスプレイであり、これらの特許は本願に組み込まれている。このような液晶マイクロディスプレイは、例えば、強誘電性や、ネマティックや、反強誘電性液晶素材をからなる。当業者は液晶マイクロディスプレイを理解しているため、これらの装置の機能を正確にするために必要な偏光器、分析器、光源など様々な光学コンポーネントなど、このような装置を使用してどのような有用な製品を作成するか、ここで詳細を記述しなかった。液晶マイクロディスプレイに加えて、他の適切な装置としてコーピン　コーポ（Ｋｏｐｉｎ　Ｃｏｒｐ）により開示された種類の単層結晶シリコンや、様々原料から製造されたポリシリコン装置や、ＴＦＴ装置などのシリコン装置上の小型透過型液晶からなる。発光ディスプレイの種類は、例えば、小型ＣＲＴｓ（ブラウン管）、ＦＥＤｓ（電界効果装置）、ＯＬＥＤｓ（有機発光ダイオード）等が使用可能である。本発明ではまたマイクロメカニカル装置、例えば、テキサス　インストルメント（Ｔｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）で製造されているデジタルマイクロミラー（ＤＭＤ）などからなる。一般的に、マイクロディスプレイは対角線上の寸法が５ｃｍ以下であり、好ましくは２．５ｃｍ以下である。しかし、大きなマイクロディスプレイも可能である。例えば、本発明の承継人は現在、対角線上の寸法が約１ｃｍのマイクロディスプレイも対角線上の寸法が約２．２ｃｍのマイクロディスプレイも売ることができる。本発明は使用されている画像生成装置の特定の種類に依存せず、ディスプレイ装置内に十分適した小ささで、増幅や投射のどちらも可能な画像を生成可能な装置が本発明の範囲に入るとみなされる。画像生成装置という用語は全てのこのようなディスプレイ全体を示すために使用される。
【００１７】
ディスプレイ装置２０はまた可動ミラーアセンブリ２４は画像生成装置２２に隣接している。第一レンズ装置２６と覗き込みポート２８は覗き込みモードに関連している、第二レンズ装置３０、フォールドミラー３２、投射スクリーン３４は投射ディスプレイモードに関連している。数々の透過型スクリーンの材料が投射スクリーンのために選択することができる。スクリーンは、例えば、すりガラス、バルクディフュージング材料、ブラックマトリクスタイプのビードスクリーンなどの材料から作成される。図１では、装置２０は覗き込みモードであり、ミラーアセンブリ２４は画像生成装置２２からの光が直接、第一レンズ装置２６を経由して覗き込みポート２８に行くことが可能な状態にある。図２では、ミラーアセンブリ２４は投射スクリーン３４に中継するため第二レンズ配置３０やフォールドミラー３２に向けて画像生成装置２２からの光を反射可能な状態に移動するか配置される。後段で明らかになるように、投射スクリーンの位置は図１、図２や覗き込みポート２８に関連したどんな特定の面などの位置により制限されない。
【００１８】
ミラーアセンブリ２４の移動は様々な方法で制御されるだろう。例えば、モード選択スイッチ３６は覗き込みモードと、投射モードと、覗き込みと投射の両方のモードと、画像無しのモードを選択するために使用する２つまたはそれ以上の状態を備える。モード選択スイッチ３６の代わりとして、近接検出装置３７によりユーザが覗き込みポートを通して画像を見ようと試みることを検出した際、覗き込みモードに設定するように使用できる。
【００１９】
ディスプレイ装置２０で覗き込みモードと投射モードを同時に双方に画像を表示するために、ミラーアセンブリ２４は部分的に銀を被せた面を備え、これは図２で示される位置において、覗き込みポート２８を経由して画像が可視状態のまま、同時に投射スクリーン３４に反射することを可能にする。部分的に銀を被せたミラーの構成の注意深い選択により、覗き込み画像と投射画像の強度のバランスが達成される。もちろん、部分的に銀を被せたミラーは光の有意な部分を透過し、光の有意な部分を反射すること可能にする別の適切な手段により交換することができる。
【００２０】
ディスプレイ装置２０はまた強度制御装置３８を備え、強度制御装置３８は画像生成装置２２で作成される画像の強度を決定する。様々な画像強度により、ディスプレイ装置２０は覗き込みモードでは低い強度で表示し、従って電力を省力し、もしもバッテリーのような有限なソースを装置の動力源にした場合、長い作動時間を可能にする。様々な強度のための方法は透過や反射画像生成装置の場合における光源の出力や、発光装置の場合におけるディスプレイエレメントの出力の変更からなる。画像強度変更の他の方法はあるモードでのみ使用可能な追加光源を備え得る。強度変更をするために他の適した方法が可能であり、本発明の範囲と考えられる。
【００２１】
投射ディスプレイモードの光学経路のために必要とされる増幅は投射スクリーンの大きさや画像生成装置２２の大きさの影響を受け、設計選択の課題となり、また、１０オーダーの増幅因子も例外ではない。しかし、増幅因子の設計は多くの詳細な設計の状態に基づく数字により実質的に変動する。レンズや他の装置の選択はこれや適切な増幅経路の長さに影響する。
【００２２】
もしマイクロディスプレイ上でスキャンの方向を変更しない場合、いくつかの投射方法は（覗き込みモードによる方向性と比較すると）反転した画像を作成することを注意しなければならない。このような画像は依然として実用的であるが、これを修正する能力を持つことはより望ましい。多くのマイクロディスプレイや他のディスプレイは水平と垂直の両方に電子スキャンの方向を変更する能力を備える。半導体ベースのディスプレイでは、スキャン方向を変更するために使用される信号がしばしばＨｆｌｉｐやＶｆｌｉｐといわれる。従って、本発明は、モード選択スイッチや、覗き込みポートに対するユーザの接近に基づいて使用するモードを検出するセンサーや、他のパラメータに基づく各モードでの垂直画像を提供するこれらの信号を制御する能力を備える。
【００２３】
本発明の第二実施形態を図３、図４で示す。この実施形態では、ディスプレイ装置４０は画像生成装置４２を備える。ワイヤグリッド偏光器など可動反射線形偏光器４４は装置４２に隣接する。第一レンズ装置４６と覗き込みポート４８は覗き込みモードに関連し、第二レンズ装置５０とフォールドミラー５２と投射スクリーン５４は投射ディスプレイモードに関連している。図３では、装置４０は覗き込みモードで、線形偏光器４４は画像生成装置４２からの光が第一レンズ装置４６を経由して覗き込みポート４８に通過することを可能にする。図４では、線形偏光器４４は画像生成装置４２からの光が投射スクリーン５４に中継されるようフォールドミラー５２に反射されるよう移動または配置される。
【００２４】
ワイヤグリッド偏光器製造の近年の進歩は、透過時と同じぐらい反射時の使用にも適して生産された装置を備える。フラット装置のように反射偏光器を採用した他のタイプが使用され得る。図３は画像生成装置４２からの光が線形偏光器４４により覗き込みポート４８で表示する画像作成のため透過を解析する作動モードを表現している。図４は作動モードを表現している。
【００２５】
線形偏光器４４が画像生成装置４２からの光を投射スクリーン５４に表示するべく反射を解析するために移動する。反射光の偏光は透過光の偏光と直交し、ある画像が別の画像の補完をする。
【００２６】
画像生成装置４２が強誘電性液晶の場合、この障害はとても簡単に克服できる。当業者には、このような装置の照明として使用するＬＥＤは５０％の負荷時間率で作動することができ、そのため暗期間でも画像はＤＣバランスが取れることがわかる。両方のインスタンスに対するポジティブ画像獲得ためにＯＮ時とＯＦＦ時のタイミングの反転のみ必要である。従って、選択モードまたは検出されたモードの反応において、このタイミングは必要とされる透過画像、反射画像双方のためのポジティブ画像を獲得できるよう反転し、反転しない。
【００２７】
画像生成装置４２はＦＥＤ、ＯＬＥＤ、ＤＭＤ、ＣＲＴなどの非極性の画像を作成する様々な画像ング装置の一つであり、これらは図４で示される同時に覗き込みポートと投射スクリーンの双方に画像を表すためのディスプレイ装置４０を使用することができる。スクリーンが適切に位置した場合、鑑賞者達は投射された画像を見ることができると同時に個人で拡大された状態の同じ画像を見ることができる。これは図１や図２に対して説明した部分的に銀で覆われたミラーを使用した実施などでワイヤグリッド偏光器を置き換えることができる。
【００２８】
本発明の第三実施形態を図５で示す。この実施形態では、別の投射経路が画像生成装置６２を備える装置６０のために説明されている。ワイヤグリッド偏光器やミラーなど移動反射装置６４は装置６２に隣接して位置している。第一レンズ装置６６と覗き込みポート６８は覗き込みモードに関連し、第二レンズ装置７０、フォールドミラー７２、投射スクリーン７４は投射ディスプレイモードに関連している。図からわかるように、投射スクリーン７４は覗き込みポート６８と同じ平面や同じ面に制限されない。代わりに、投射スクリーン７４と／または覗き込みポート６８は適切なフォールドミラーと／または旧来の光学コンポーネントの使用によりどんな面にも設置できる。
【００２９】
本発明の第四実施形態を図６で示す。本実施形態は画像生成装置８２を含む装置８０からなる。移動ミラーアセンブリ８４は装置８２に隣接している。第一レンズ装置８６と覗き込みポート８８は覗き込みモードに関連し、第二レンズ装置９０、フォールドミラー９２、投射光学装置９４は投射表示モードに関連している。図６では、ミラーアセンブリ８４は投射光学装置９４に中継するために画像生成装置８２からフォールドミラー９２に光を反射する位置を移動または配置する。認識されているように、本実施形態では装置８０の一体部分として投射スクリーンを示していない。代わりに、投射スクリーンは装置８０外部の適切な面、例えば、紙、マウスパッド、壁、ドア、民間航空機上の便利なトレイ等である。もちろん必須ではないが大体の適用において、白い面が投射面として理想的である。この方法により、画像は装置８０から適切な面に投射される。もしそうならば、伝統的なオートフォーカスシステムや画像の焦点を調整し選択する他の方法を備えることができる。
【００３０】
ディスプレイ装置８０は画像生成装置８２で作成される画像を電子的“歪み前（ｐｒｅ−ｄｉｓｔｏｒｔ）”に使用する歪み補正装置９６を備ええる。例えば、投射スクリーンが画像生成装置の側面と平行でない場合、投射された画像は“要石（ｋｅｙｓｔｏｎｅ）”型になる。画像歪み補正装置は画像生成装置に投射された画像の正確な表示のために反対の方向に歪ませた画像を作成させる。
【００３１】
図７と図８は本発明の第五実施形態を示し、覗き込みモードと投射モードが一つの光学エレメントを共有している。図７と図８では画像生成装置１０２、第一レンズ装置１０４、覗き込みポート１０６、第二レンズ装置１０８、投射スクリーン１１０、移動ミラーアセンブリ１１２を備えているディスプレイシステム１００を記述している。装置１０２からの画像は覗き込みモード、投射モード双方で第一レンズ装置１０４に伝わる。図７では、移動ミラーアセンブリ１１２が覗き込みモード用に位置している。図８では、移動ミラーアセンブリ１１２が投射モード用に位置している。図９で示すように外部スクリーンに画像を投射するために投射光学装置１１４を備えることにより、本発明の実施形態を適応することができる。このような変形は先ほど開示した図６より明らかである。もちろん、ミラー１１２上に部分的に銀を被せたり、上記のようは他の手段を備えることにより、投射や覗き込み双方のモードで同時にディスプレイ装置１００を作動させることができる。
【００３２】
図１０と図１１は本発明の第六実施形態を示し、画像生成装置が選択されたモードにより光学装置に関連して移動できる。図１０と図１１は画像生成装置１２２、レンズ装置１２４、覗き込みと投射の複合光学アセンブリ１２６を備える装置１２０を示している。図１０は覗き込みモードの画像生成装置１２２の位置を示している。図１１は投射モードの位置を示している。本実施形態では画像は外部面に投射される。
【００３３】
図１２や図１３は本発明の第七実施形態を示し、選択モードに合せ光学エレメントが光学経路の中と外に移動する。図１２と図１３は、画像生成装置１３２、第一レンズ装置１３４、第二レンズ装置１３６、覗き込みと投射の複合光学アセンブリ１３８を備えるディスプレイ装置１３０を示している。第二レンズ装置１３６は覗き込みモードか投射モードのどちらかの選択に依存して光学経路の中か外に選択的に位置する。図１２は覗き込みモードでの第二レンズ装置１３６の位置を示している。図１３は投射モードでの位置を示している。この実施形態では、画像は外部面に投射される。または移動部分は採用されたモードに依存して光学経路内にどちらかが移動する二つの異なるレンズ装置を含み、または連結している。
【００３４】
図１４は本発明の第八実施形態を示し、画像生成装置１４２、第一レンズ装置１４４、移動ミラー装置１４６、覗き込みポート１４８、投射光学装置１５０、移動投射スクリーン１５２を備えるディスプレイ装置１４０を示す。先の実施形態のように、移動ミラー装置１４６は符号１４６ａと符号１４６ｂ（点線で表す）で示される２つの位置間を移動し、装置１４６が画像生成装置１４２により作成された画像を構成する光の一部を投射光学装置１５０に中継できることが可能な場合、符号１４６ａで示される位置に留まる。投射光学装置１５０は、例えば、カーブミラーやミラーの組合せ等である。または、投射光学装置１５０は、例えば、レンズやレンズの組合せである。もしくは、投射光学装置１５０はミラーやレンズや符号１５２ａで示される位置の投射スクリーン１５２上に光を向け、光の焦点を合せる他の光学エレメントの組合せである。移動投射スクリーン１５２は符号１５２ａと１５２ｂ（点線で表す）で示される位置間を移動可能であり、使用する投射モードでは符号１５２ａに位置する。スイッチや他のタイプのセンサー１５４は投射スクリーン１５２に関係しており、自動的に投射か覗き込みモードか選択するために投射スクリーン１５２の位置情報を検出する。同様に制御１５６は選択モードにより位置１４６ａと１４６ｂの一つの装置に移動する移動ミラー装置１４６に関連し、モードの選択はセンサー１５４に基づく場合も基づかない場合もある。
【００３５】
さらに、画像センサー１５８（ＣＭＯＳセンサーや他の適切なタイプのセンサーなど）は、投射スクリーン１５２が画像を表現されるように１５２ａに位置する時、画像生成装置１４２に隣接するレンズ１４４の焦点面や付近に位置する。この方法により、指（ｆｉｎｇｅｒ）や同様のものなどの位置決め装置の位置を検出できる。位置決め装置の位置はディスプレイ装置１４０やビデオカメラ、デジタルカメラ、ＰＤＡ、モバイルフォンなどの実施される装置の作動を制御するために使用できる。もちろん、他の位置にも画像ングセンサー１５８を設置できる。例えば、投射スクリーン１５２から画像センサー１５８までの光学経路は画像生成装置１４２から投射スクリーン１５２までの光学経路に部分的に一致することや、まったく一致しないこともある。ディスプレイシステム１４０に関連せず、ダイクロイックフィルターや帯域通過フィルタという手段によりセンサー１５８は周囲の明るさや（赤外線などの）光の波長という外部変化に反応する。
【００３６】
投射スクリーン１５２はどんな種類のスクリーン面でも当業者により本開示の使用に適するように組み込むことが可能である。さらに、投射スクリーン１５２は多くの便利な特性を組入れている。例えば、投射スクリーンは外乱光の少なくとも一部を排除するために偏光面を備え、従って、投射される画像が周囲の環境比較して明るく見える。さらに好ましい方向へ光を向けるため光配向性装置を備える。従って、好ましい方向では、他のケースより多くの光が向けられ、他の方向には、他のケースより少ない光が向けられる。このような非均一な増幅特性は投射画像の画像品質を強化する。付属投射スクリーンを備えたディスプレイ装置に関して、また開示された本発明の他の実施形態に組入れることも可能である。
【００３７】
図１５、図１６、図１７は本発明の第九実施形態を示し、選択モードにより光源（一つでも複数でも）を再配置する。図１５、図１６、図１７では画像生成装置１６２、第一光学装置１６４、覗き込みポート１６６、第二光学装置１６８、投射スクリーン１７０、移動光源１７２を備えるディスプレイ装置１６０を示している。光源１７２は図１５と図１６に示された位置間を移動できる。図１５では、光源１７２は覗き込みモード用に配置されている。図１６では、光源１７２は投射モード用に配置されている。その他にも、図１７で示すように、覗き込みと投射モード双方が同時に使用したり、交互に選択される場合、第二光源１７４を備え得る。光源１７２用の装置は適切な光源を単純にオン、オフにすることにより、他のコンポーネントに再配置する必要無しにディスプレイ装置１６０は覗き込みモードや投射モード間を切り替えれるという更なる利点を備える。
【００３８】
図１５−１７に示されている本発明の実施形態は画像生成装置から分離した光源装置を備えるここまでで議論された最初の実施形態である、他の画像生成装置が一体化した光源を備える。この実施形態では光源装置は反射画像生成装置と共同して示す。しかしこれは必須ではない。本開示を踏まえて、当業者は透過画像生成装置を使用した装置に本実施形態を容易に適用できる。さらに、本実施形態の教示は此処で議論された他の実施形態に同様に適用できる。
【００３９】
図１５−１７の実施形態の本説明を踏まえると、本発明は様々な種類の有用な照明装置やシステムを採用できる。現在最も一般的な覗き込みシステムに使用される照明は光発光ダイオードやＬＥＤからなる。ＬＥＤは一つまたは複数の色を提示し、画像は順次に色の生成を発生させる。一方画像は必須の無色照明を作成するための無色（黒や白）や一つや複数の種類のＬＥＤ−例えば、ディフューザーの使用の組合せ−である。一方、ノートブックコンピュータに一般的に使用される液晶ディスプレイ用の照明として同様に使用される小型白色蛍光灯も選択できる。必須の無色照明は、小型灯の出力をフィルタ処理している。レーザーもまた使用可能である。最後に、投射ディスプレイ用に一般に使用する電極や電極無しランプの一部の種類も代わりに使用される。これは電力の第一ソースのバッテリー装置では適用されにくいが、電源コードから電力の外部ソースまで使用される所では接続用途には即座に実行できる。照明のどんな適切なソースもまた使用できる。
【００４０】
図１８は本発明の第十実施形態のディスプレイ装置１８０を示す。ディスプレイ装置１８０は画像生成装置１８２、第一ミラー１８４、第一光学装置１８６、覗き込みポート１８８、第二光学装置１９０、第二ミラー１９２、投射スクリーン１９４からなる。投射スクリーン１９４は可撓性ハウジング１９６を経由して符号１９４ａと符号１９４ｂ（点線で示す）の位置間を移動できる。投射スクリーンは投射光学経路が作動する際に位置１９４ａに位置する。
【００４１】
図１９は本発明の第十一実施形態のディスプレイ装置２００を示す。本実施形態では内部光学エレメントは示されない。しかし、これまでの記述により、当業者はどこに配置するか理解される。ディスプレイ装置２００は投射スクリーン２０２、これは拡張メカニズム２０４を経由して符号２０２ａと符号２０２ｂとで示される２つの位置間で作動する。投射スクリーン２０２は投射光学経路が作動するときは符号２０２ａで示される位置に位置する。
【００４２】
図１４、図１８、図１９で示されている実施形態は本発明の重要な一面を表している。ここで記述された様々なディスプレイ装置が装置と一体化した投射スクリーンを備えることが現在可能であるが、依然として装置フットプリントに対して外部の光学経路に従って投射画像を作成することも可能である。光学経路が装置内に完全に含まれる場合、ディスプレイ装置の容量により作成される限界の克服は重要である。光学経路がディスプレイ装置の外へ伝達を可能にすることにより、大きな画像が一体型投射スクリーンを備える小型ディスプレイ装置と共存可能である。
【００４３】
デュアルモードディスプレイシステムの極めて高い利点を供給するために、高効率性の照明システムが望ましい。ディスプレイの照明はスクリーン上に均一で明るい画像を作成することを求められ、また同時に高度な光学効率を保持することを求められる。当業者にはこの問題は良く知られており、散光や臨界照明やケーラ（Ｋｏｅｈｌｅｒ）照明、例えば、本願に併合されているジオメトリック　アンド　インストゥールメント　オプティクス（Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ　ａｎｄ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｌ　ｏｐｔｉｃｓ）（アカデミック　プレス　サンディエゴ（Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ，Ｓａｎ　Ｄｉｅｇｏ）　１９８８年）に記載されるなど、様々な解決方法がある。
【００４４】
使用されるディスプレイパネルが偏光を必要する際、ＬＥＤ光により改良された効率性は、アークランプのために本来開発され、本願に組入れられているＳＩＤ　インターナショナル　シンポジウム　ダイジェスト　オブ　テクニカル　ペーパ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｄｉｇｅｓｔ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｐａｐｅｒｓ）（ソサエティ　フォー　インフォメーション　ディスプレイ、サンタ　アナ　カルフォルニア（Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ，Ｓａｎｔａ　Ａｎａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）１９９７年）の９９３ページ〜９９６ページのイトー（Ｉｔｏｈ）などによる“偏光照明システムを使用する超高効率ＬＣプロジェクター”により記述され、光回復技術を使用している。
【００４５】
図２０本願に組入れている照明システム２１０の例を示している。照明システム２１０は“Ｘキューブ”して知られている配置である２１２ａ〜２１２ｄの４つのプリズムからなるアセンブリを備えている。プリズムは図示するようキューブ状に配置している。赤色ＬＥＤ２１４、緑色ＬＥＤ２１５、青色ＬＥＤ２１６などの光源は図示するよう４つのキューブ面の３つに位置する。各キューブの対角線横断面図、それぞれ２つのプリズムの面を備え、第一対角線横断面図２１８と第二対角線横断面図２２０は、特定の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過させるように処理する。この場合、第一対角線横断面図２１８は青色光を反射する処理を行い第二対角線横断面図２２０は赤色光を反射する処理を行う。それゆえ、白色光がｘキューブから放射される。この装置は照明システム効率性を減少させるディフューザーなどの追加光学エレメントを使用せずに複合光を作成する利点を備える。さらに、分散色コンバイナや、回折格子や、ディフューザーなどの、白色光を作成するために別の光源から複合色用の別の装置を使用することもできる。
【００４６】
本発明の真価としてはマイクロディスプレイなどの１つの画像生成装置からの２つの独立した画像が供給できることである。これらの画像は同時に存在しえ、また相互に排他的に存在し得る。２つの異なる倍率や画像の状態を作成できる。ある画像は虚像で、覗き込み使用を目的に無限焦点対物レンズを使用して可視となる。別の画像は実像で、画像ディスプレイスクリーン上で拡大された画像を投射する共有光学システムにより作成される。画像ディスプレイスクリーンは距離が離れても様々な観察位置でも見られる。
【００４７】
今までの記述は本発明の原則の単なる記述である。さらに、多くの変形や変更が当業者により容易に行われ得る、上記に示した、厳格な構成や方法により本発明は制限されない。例えば、本発明は特定の装置により表現された画像のみを表示する画像キャプチャー装置に制限されるものではない。事実、本発明は画像キャプチャー装置に限らない。ＰＤＡやセラーフォンなどの他の装置から転送された画像を表示することも望ましい。例えば、インターネットに使用可能なセラーフォンを考えると飛行機上でインターネットを通じて画像にアクセスするために使用され、隣に座っている人物とコンビニエンストレーを使用して画像を共有できる。また、デジタルカメラやビデオカメラなど画像キャプチャー装置では、表示されたディスプレイがリアルタイム画像やすでに表現された画像や記憶された画像である、さらに、本発明は、特定の例や此処で記述し説明した光学エレメントの装置に制限されない。例えば、本出願で図示したフォールドミラーは他のものと平行なフォールドミラーを示した。しかしこれは必須ではない。さらに、複数のフォールドミラー（ワイヤグリッド偏光器や部分的に銀を被せたミラー等も含め）が全体の設計の必要に応じて様々な形態をとる。従って、全ての適切な変形物と同等物は請求項により定義される本発明の範囲とみなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態において、覗き込み光学経路が作動し、投射経路が作動していないモードの平面図。
【図２】本発明の第一実施形態において、投射経路が作動しているモードの平面図。
【図３】本発明の第二実施形態において、覗き込み光学経路が作動し、投射経路が作動していないモードの平面図。
【図４】本発明の第二実施形態において、投射経路が作動しているモードの平面図。
【図５】本発明の第三実施形態において、他の投射経路のレイアウトを示す平面図。
【図６】本発明の第四実施形態において、テーブルトップや壁などの外部画面上に投射画像を映す平面図。
【図７】本発明の第五実施形態において、覗き込み光学経路が作動し、投射経路が作動していないモードの平面図。
【図８】本発明の第五実施形態において、投射経路が作動しているモードの平面図。
【図９】本発明の第五実施形態において、テーブルトップや壁などの外部画面上に投射画像を映す別の案の平面図。
【図１０】本発明の第六実施形態において、覗き込み光学経路が作動し、投射経路が作動していないモードの平面図。
【図１１】本発明の第六実施形態において、覗き込み光学経路が作動しておらず投射経路が作動しているモードの平面図。
【図１２】本発明の第七実施形態において、覗き込み光学経路が作動し、投射経路が作動していないモードの平面図。
【図１３】本発明の第七実施形態において、覗き込み光学経路が作動しておらず投射経路が作動しているモードの平面図。
【図１４】本発明の第八実施形態において、覗き込み経路と投射経路の両方のための光学エレメントの装置を示す平面図。
【図１５】本発明の第九実施形態において、覗き込み光学経路が作動し、投射経路が作動していないモードの平面図。
【図１６】本発明の第九実施形態において、覗き込み光学経路が作動しておらず投射経路が作動しているモードの平面図。
【図１７】本発明の第九実施形態において、覗き込み光学経路と投射光学経路の両方が作動している別の案の平面図。
【図１８】本発明の第十実施形態の平面図。
【図１９】本発明の第十一実施形態の側面図。
【図２０】本発明の複数の実施形態の形態において使用可能な照明系の平面図。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004514925.tif 000045