KR100745877B1 - 반사 ｌｃｄ용 광학 시스템 - Google Patents

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이. 그레고리 펄커슨
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존 디. 루돌프
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Abstract

본 발명은 반사 LCD(8, 9, 32, 34, 36)와 함께 사용하기 위한 광학 시스템을 제공하는 것에 관한 것이다. 상기 시스템은 그 접합 면에서 시트 편파기(30) 및/또는 반파장 플레이트(28)를 구비한 편파 빔 분할 입방체(26A, 26B, 26C, 26D)로 구성될 수 있는 편파 빔 스플리터(5)를 포함한다. S 편파를 P 편파로 전환시키고 P 편파를 S 편파로 전환시키도록 반파장 플레이트를 맞추어 놓음으로써, 상기 편파 빔 스플리터는 반사 LCD의 "온" 픽셀 및 "오프" 픽셀로부터의 광 사이의 시각용 스크린에서 높은 계조비를 제공할 수 있다.
편파 빔 분할 입방체, 픽셀, 계조비, 반파장 플레이트, 시트 편파기

Description

반사 ＬＣＤ용 광학 시스템{OPTICAL SYSTEMS FOR REFLECTIVE LCD'S}
본 출원은 1999. 4. 21일에 출원된 미국 예비특허출원 제 60/130,419호, 1999. 5. 6일에 출원된 미국 예비특허출원 제 60/132,928호, 1999. 11. 19일에 출원된 미국 예비특허출원 제 60/166,468호, 및 2000. 1. 31일에 출원된 미국 예비특허출원 제 60/179,227호의 35 USC §119(e)에 의거하여 우선권 주장한다.
본 발명은 반사 LCD를 적용하는 투사 광학 장치에 관한 것이다.
도 1은 3개의 반사 LCD 패널, 즉 적색 광을 위한 LCD(10), 녹색 광을 위한 LCD(12), 및 청색 광을 위한 LCD(14)를 적용한 종래의 투사 시스템의 온-축(on-axis) 설계이다. 광 방식 소스(16)는 전형적인 편파 빔 분할 입방체(18)에 의해 편파되고, 광의 S 컴포넌트(여기에서와 다른 도면 모두에서 연속적인 선으로 도시됨)는 컬러 입방체(20)와 LCD 쪽으로 반사된다. 상기 컬러 입방체는 적색, 녹녹, 및 청색의 기본 색으로 광을 분할한다.
LCD의 "온(on)" 픽셀로부터 반사된 광은 P 편파(여기에서와 다른 도면 모두에서 점선으로 도시됨)를 갖고, 따라서 스크린(미도시)상에 이미지를 생성하기 위해 편파 빔 분할 입방체(PBS 입방체)의 대각선을 통해 투사 렌즈(22)로 통과한다. "오프(off)" 픽셀로부터 반사된 광은 S 편파를 갖고, PBS 입방체의 대각선으로부터 반사되어 스크린 영역으로 통과하지 않는다.
비록 도 1의 도안이 소형 구조라 하더라도, 다음을 포함하는 다수개의 기본적인 결점을 갖는다: (1) 소스로부터 P-편파는 완전히 손실된다; (2) 시스템의 계조(階調)는 PBS 입방체의 대각선의 편파 특성에 의해 제한되고, 상기 특성은 대중화된 투사기에 대해 일반적으로 요구되는 f-수에 대해 불충분한 경향이 있다: 또한 (3) 컬러 입방체는 3개의 색 모두를 위해 S 편파 및 P 편파 둘 모두로 작동할 필요가 있으며, 이들은 컬러 분할/재결합의 효율을 낮게 만든다.
특히, 불필요한 컬러 혼합을 피하기 위해 청색과 녹색 및 녹색과 적색 사이의 경계에서 일부의 광은 고의적으로 절단되어 손실되도록 다이크로익(dichroic) 컷-오프 필터의 기울기는 항상 100%보다 작다. 더구나, 절단된 광의 양은 다이크로익 필터의 컷-오프 파장 및 기울기가 편파 및 입사각에 좌우된다는 사실을 고려해야만 한다. 이러한 영향의 결과로서, 3개의 모든 LCD가 동일한 편파 채널에 안착되고 단일 컬러 입방체가 3개의 기본 광 컬러를 재결합 및 분할하는데 사용될 때, 실질적인 광 손실이 발생할 수 있다.
일본 특허 공개공보 제 10-253922는 단일 컬러 입방체 대신에 2개의 다이크로익 프리즘을 사용하는 도 1의 시스템의 변화를 도시한다. 비록 기본 시스템보다 더 낫다 하더라도, 이러한 특허 공개공보의 특징은 기계적으로 복잡하고 오직 하나의 편파 대각선을 갖는 단일 편파 빔 분할 입방체에 대한 의존에 의해 감소된 계조를 나타낼 수 있다.
또 다른 공개된 구조는 캘리포니아, 산타 플라라의 에스-비젼사(S-VISION Inc.)에 의해 개발된 것이다. 1999년, 80-86 페이지, 3634권, SPIE 회보에서의 "반사 CMOS 기술을 위한 새로운 광학 시스템 설계", 본(Bone et al.)을 참고하자. 이러한 접근법은 계조를 향상시키기 위해 오프-축(off-axis) 광학, 2개의 컬러 입방체, 및 2개의 필름 편파기(편파기로써 하나 및 애널라이저로써 또 다른 하나)를 사용한다. 각 컬러 입방체는 하나의 편파와 함께 동작하고, 컬러 분할/재결합의 효율을 증가시킨다. 여기서 이러한 문제는: (1) 2개의 컬러 입방체 비용; (2) 광원으로부터 제2편파 손실; 및 (3) 오프-축 광학의 비용 및 복잡성을 포함한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 목적은 반사 LCD와 함께 사용하기 위한 향상된 광학 시스템을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 다음 특성의 일부 또는 바람직하게 모두를 갖는 광학 시스템을 제공한다: (1) 시스템은 기계적으로 단순하고 소형이다, (2) 시스템은 고가의 광 부품 사용을 최소화한다, (3) 시스템은 각 편파의 적어도 일부의 광을 사용한다, 또한 (4) 시스템은 높은 단계의 계조를 달성한다.
이러한 목적 및 또 다른 목적을 달성하기 위해, 확실한 그 특징에 따라 본 발명은 단일 편파 빔 스플리터를 제공하되, 상기 스플리터는 제1면, 제2면, 제3면, 및 제4면과 2개의 편파 대각선을 갖으며, 상기 대각선은 직각으로 교차하고, 상기 스플리터는 각 대각선에 대해 대칭이며(즉, 상기 스플리터는 각 대각선에 대해 거울같은 대칭을 갖는다), 여기서 광은 각 대각선으로부터 주로 반사하는 S 편파 및 광은 각 대각선을 통해 주로 투과하는 P 편파를 갖는다.
임의의 바람직한 실시예에서, 상기 단일 스플리터는 4개의 편파 빔 분할 입방체를 포함하며, 각 입방체는 편파 빔 스플리터 전체를 형성하기 위해 2개의 표면을 따라 2개의 다른 입방체에 인접한다. 몇몇 실시예에서, 상기 입방체는 모두 크기가 동일한 반면에, 또 다른 실시예에서는 입방체 중 2개는 제1크기를 갖고 입방체 중 2개는 제2크기를 갖는다.
반파장 플레이트 및/또는 시트 편파기는 편파 빔 분할 입방체의 인접한 표면 사이에 안착될 수 있다. 0, 2, 또는 4개의 반파장 플레이트 및 0, 2, 또는 4개의 시트 편파기는 필요하다면 임의의 결합에 있어서 사용될 수 있다. 상기 시트 편파기는 계조를 향상시킨다. 상기 반파장 플레이트는 스큐 광선 편파 누설을 보상하기 위해 사용될 수 있고, 또는 각 반파장 플레이트가 S 편광을 P 편광으로 전환시키고 P 편광을 S 편광으로 전화시키기 위해 맞추어 놓여진 경우에 있어서 계조를 향상시키기 위해 사용될 수 있다.
다른 특징에 따라, 본 발명은 전술된 형태의 편파 빔 스플리터을 포함하는 광학 시스템을 제공하되, 상기 스플리터의 제1면 부분으로 광을 제공하기 위한 광원, 상기 스플리터의 제2면 부분 밖으로 통과하는 광을 수용하기 위한 투사 렌즈, 및 적어도 제1의 반사, 편파 전환, 픽셀화된 패널 및 제2의 반사, 편파 전환, 픽셀화된 패널를 포함하며, 상기 제2면은 제1면에 대향하여 있고, 각 패널은 광원으로부터 투사 렌즈로 통과하는 광을 변조시킨다. 임의의 바람직한 실시예에서, 상기 1개 또는 2개의 픽셀화된 패널은 광원 및 투사 렌즈가 결합되어 있는 스플리터의 측면과 다른 스플리터 측면에 결합되어 있다.
또 다른 특징에 있어서, 본 발명은 광원에서 픽셀화된 패널로 광을 통과시키고, 픽셀화된 패널에서 광을 변조시키며, 변조된 광은 투사 렌즈로 통과시키는 것을 포함하는 적어도 하나의 반사, 편파 전환, 픽셀화된 패널을 포함하는 투사 시스템의 계조를 향상시키기 위한 방법을 제공하며, 여기서:
(a) 광원과 투사 렌즈 사이에서, 적어도 일부의 광은 S 편광을 P 편광으로 전환시키고 P 편광을 S 편광으로 전환시키기 위해 맞추어 놓은 2개의 반파장 플레이트를 통해 지나가고;
(b) 광원과 픽셀화된 패널 사이에서, 광은 2개의 편파 대각선에 대하여 서로 영향을 주고, 광은 상기 하나의 상호 작용을 위하여 S 편파 및 상기 다른 하나의 상호 작용을 위하여 P 편파를 갖으며; 그리고
(c) 픽셀화된 패널과 투사 렌즈 사이에서, 광은 2개의 편파 대각선에 대하여 서로 영향을 주고, 광은 상기 하나의 상호 작용을 위하여 S 편파 및 상기 다른 하나의 상호 작용을 위하여 P 편파를 갖고;
여기서 편파 대각선에 대한 상호 작용은:
(ⅰ) 광이 P 편파를 갖는다면 주로 대각선을 통한 투과; 및
(ⅱ) 광이 S 편파를 갖는다면 주로 대각선으로부터 반사를 포함한다.
이러한 특징의 임의의 바람직한 실시예에 따라, 본 발명은 광원에서 2개의 픽셀화된 패널로 광을 통과시키고, 2개의 픽셀화된 패널에서 광을 변조시키며, 변조된 광은 투사 렌즈로 통과시키는 것을 포함하는 적어도 2개의 반사, 편파 전환, 픽셀화된 패널을 포함하는 투사 시스템의 계조를 향상시키기 위한 방법을 제공하 며, 여기서:
(a) 광원과 투사 렌트 사이에서, 광의 제1부분은 제1반파장 플레이트 및 제2반파장 플레이트를 통과하고 광의 제2부분은 제3반파장 플레이트 및 제4반파장 플레이트를 통과하며, 각 반파장 플레이트는 S 편광을 P 편광으로 전환시키고 P 편광을 S 편광으로 전환시키기 위해 맞추어 놓여지고;
(b) 광원과 각각의 2개의 픽셀화된 패널 사이에서, 광은 2개의 편파 대각선에 대하여 서로 영향을 주고, 광은 상기 하나의 상호 작용을 위하여 S 편파 및 상기 다른 하나의 상호 작용을 위하여 P 편파를 갖으며; 그리고
(c) 각각의 2개의 픽셀화된 패널과 투사 렌즈 사이에서, 광은 2개의 편파 대각선에 대하여 서로 영향을 주고, 광은 상기 하나의 상호 작용을 위하여 S 편파 및 상기 다른 하나의 상호 작용을 위하여 P 편파를 갖고;
여기서 편파 대각선에 대한 상호 작용은:
(ⅰ) 광이 P 편파를 갖는다면 주로 대각선을 통한 투과; 및
(ⅱ) 광이 S 편파를 갖는다면 주로 대각선으로부터 반사를 포함한다.
또 다른 그 특징에 따라, 본 발명은:
(a) 2개의 편광 빔을 생성하기 위한 편파 빔 스플리터;
(b) 상기 빔 중 하나를 수용하는 다이크로익 프리즘;
(c) 상기 빔 중 또 다른 것을 수용하는 광로 길이 보상기; 및
(d) 광로 길이 보상기와 결합된 적어도 하나의 광 필터를 포함하는 광학 시스템을 제공한다.
임의의 실시예에서, 적어도 하나의 광 필터는 보상기의 대향면 상의 2개의 광 필터를 포함하되, 하나는 단 통과 필터(short pass filter), 즉 좀 더 짧은 파장을 통과시키는 필터이고, 다른 하나는 장 통과 필터(long pass filter), 즉 좀 더 긴 파장을 통과시키는 필터이다.
하기 상세한 설명에서와 같이, 본 발명은 다양한 이점을 이루며, 이는 좀 더 저가의 다이크로익 및/또는 컬러 분할을 위한 필터의 사용을 통한 비용 절감, 적어도 일부에 있어 휘도 향상과 몇몇 실시예에서의 완전한 편파 회복, 및 시각용 스크린으로 투과된 광에서 "온(on)" 픽셀 및 "오프(off)" 픽셀 사이에서의 높은 계조를 포함한다.
도 1은 3개의 반사 LCD 패널을 포함한 종래의 투사 시스템의 온-축 설계의 구성도이고,
도 2는 완전한 편파 회복을 제공할 수 있는 이중 채널 편파 빔 스플리터를 포함하는 본 발명의 실시예의 구성도이며,
도 3 내지 도 5는 편파 빔 분할 입방체로 구성된 편파 빔 스플리터을 사용하는 본 발명의 실시예의 구성도로서, 도 3은 이미지를 생성하는 광로를 도시하고, 도 4는 입방체(26A, 26B, 및 26C)의 "조도" 대각선에 의한 "누설" 편파를 위한 광로를 도시하며, 도 5는 입방체(26B, 26C, 및 26D)의 "이미지" 대각선에 의한 "누설" 편파를 위한 광로를 도시하고,
도 6은 45°또는 135°로 방향이 맞추어진 반파장 플레이트의 사용을 통해 높은 계조비를 달성하는 본 발명의 실시예를 도시하며,
도 7은 점선이 플레이트의 고속 축(또는 저속 축)의 방향을 나타내는 곳에서 45°또는 135°로 방향이 맞추어진 반-파장 플레이트의 결과를 도시하되, 수평 축은 입사광 편파를 도시하고, 수직 축은 투과된 광의 편파를 도시하며,
표1 및 표2와 함께 도 8은 도 6의 설계가 높은 계조비를 달성하는데 있어서의 방법을 도시하되, 도면의 명료성을 위해 참조 번호가 이 도면에는 도시되어 있지 않지만, 도 6의 그들과 동일하며,
도 9는 도 6의 실시예의 변화를 도시하되, 본 발명의 편파 빔 스플리터를 구성하는 4개의 입방체 모두보다는 3개의 입방체 사이의 인터페이스에서 반파장 플레이트가 오직 사용되고,
도 10은 실리콘 장치(즉, 3개의 LCoS)상에 3개의 액정를 포함하는 본 발명의 실시예를 도시하며,
도 11은 도 10의 실시예에 대하여 다른 채널들의 컬러 중복을 도시한다.
본 명세서의 일부를 구성하고 구체화된 전술된 도면은 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하고, 본 발명의 원리를 설명한다. 물론, 도면 및 명세서 모두는 오직 바람직한 실시예로써 본 발명을 제한하진 않는다.
◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎
1 편파 빔 스플리터의 제1면(first side of polarization beam splitter)
2 편파 빔 스플리터의 제2면(second side of polarization beam splitter)
3 편파 빔 스플리터의 제3면(third side of polarization beam splitter)
4 편파 빔 스플리터의 제4면(fourth side of polarization beam splitter)
5 편파 빔 스플리터(polarization beam splitter)
6 편파 빔 스플리터의 대각선(diagonal of polarization beam splitter)
7 편파 빔 스플리터의 대각선(diagonal of polarization beam splitter)
8 반사 LCD(reflective LCD)
9 반사 LCD(reflective LCD)
10 적색 반사 LCD(red reflective LCD)
12 녹색 반사 LCD(green reflective LCD)
14 청색 반사 LCD(blue reflective LCD)
16 광원(light source)
18 전형적인 편파 빔 분할 입방체(conventional polarization beam splitting cube: PBS cube)
20 컬러 입방체(color cube)
22 투사 렌즈(projection lens)
26A 편파 빔 분할 입방체(polarization beam splitting cube)
26B 편파 빔 분할 입방체(polarization beam splitting cube)
26C 편파 빔 분할 입방체(polarization beam splitting cube)
26D 편파 빔 분할 입방체(polarization beam splitting cube)
26S 소형 편파 빔 분할 입방체(small polarization beam splitting cube)
26L 대형 편파 빔 분할 입방체(large polarization beam splitting cube)
28 반파장 플레이트(half wave plate)
30 시트 편파기(sheet polarizer)
32 적색 반사 LCoS(red reflective LCoS)
34 녹색 반사 LCoS(green reflective LCoS)
36 청색 반사 LCoS(blue reflective LCoS)
38 컬러 다이크로익 입방체(다이크로익 프리즘)(color dichroic cube (dichroic prism))
40 보상기(compensator)
100 투사 렌즈에 대한 출력 광(output light to projection lens)
전술된 바와 같이, 본 발명은 반사 LCD와 함께 사용하기 위한 광학 시스템을 제공한다. 본 분야에서 알려진 바와 같이, 그런 장치의 "온" 픽셀은 S 편파를 P 편파로, P 편파를 S 편파로 변환시키는 반면에, "오프" 픽셀은 입사된 광의 편파를 그대로 유지시킨다.
실질적으로 개발되어 알려져 있는 다양한 형태의 반사 LCD는 본 발명의 실습으로써 사용될 수 있다. 좀 더 일반적으로, 본 발명은 임의의 형태의 반사, 편파 변환, 픽셀화된 패널과 함께 사용될 수 있고, 하여간 액정 물질은 편파 변화를 이루기 위해 사용된다. 좀 더 쉽게 설명하면, LCD의 명칭은 이러한 명세서를 통해 적용되고, 이러한 명칭의 사용은 어쨌든 본 발명의 촛점을 제한하지는 않는다.
본 발명의 광학 시스템은 2개 또는 3개의 반사 LCD로 이루어질 수 있다. LCD 의 입사광의 편파는 동일(도 9 참조)하거나 다를(도 2, 3, 및 6 참조) 수 있다.
2개의 LCD 시스템의 경우에서, 컬러 휠(color wheel)은 전체 컬러 이미지를 생성하는데 사용된다. 잘 알려진 바와 같이, 이미지 품질은 R:G:B=30:60:10 의 기본 컬러의 휘도 사이에서 고정된 비율을 갖는 녹색 광에 의해 주로 결정된다. 따라서, 2개의 LCD 시스템에 대한 한가지 방법은 녹색 채널을 위한 하나의 LCD 및 적색/청색 채널을 위해 컬러 휠과 조합된 또 다른 LCD를 사용하는 것이다. 이러한 방법은 단지 약 20%, 즉 0.5ㆍ(30+10)=20% 의 광 손실로 나타난다. 스크린 상에 백색광의 소정된 컬러 온도를 유지하기 위해, 적색/청색 휠은 이러한 채널로부터 몇몇 녹색을 포착할 수 있는 녹색 필터를 포함할 수 있다. 선택적으로, 컬러 휠은 전체 컬러에서 동작하는 2개의 LCD 패널를 지닌 편파 빔 스플리터와 광원 사이에 안착될 수 있다.
컬러 휠 대신에, 3개의 반사 LCD는 적색, 녹색, 및 청색 채널을 생성하기 위해 하나 또는 그 이상의 다이크로익 프리즘 및/또는 다이크로익 거울 및/또는 컬러 필터와 함께 사용될 수 있다. 그런 경우에 있어서, 편파 빔 스플리터에 의해 생성된 빔 중 하나는 녹색 채널를 위해 사용될 것이고, 또 다른 빔은 적색 및 청색 채널 사이로 분할될 것이다. 다이크로익 프리즘이 적색 및 청색 채널로 분할되기 위해 사용될 때, 광로 길이 보상기는 녹색 채널에 포함되는 것이 바람직하다(도 10 참조).
배경으로써 전술된 일반적인 설명과 함께, 본 발명은 다음의 예로써 제한됨 없이 좀더 자세히 설명될 수 있을 것이다.
예 1
본 발명의 제1바람직한 실시예는 도 2에 도시된다. 이러한 실시예는: (1) 면(1, 2, 3, 및 4)과 대각선(6, 7)을 갖는 편파 빔 스플리터(5); (2) 광원(발광체)(16); 및 (3) 반사 LCD(8, 9)를 포함한다. 도 2에서 도시된 바와 같이, S-편파(실선)를 갖는 광은 각 대각선에서 반사되는 반면에, P-편파(점선)를 갖는 광은 각 대각선을 통해 투과된다. 이러한 방법으로, 발광체로부터 방사된 광의 사용이 완벽히 이루어지고, 이것은 즉, 완전 편파 회복이 이루어진 것이다.
특히, 광원(16)으로부터 임의의 편파를 갖는 광은 편파 빔 스플리터(5)의 대각선(6)에서 S-편광 및 P-편광으로 분할된다. 상기 S-편파는 대각선(6)으로부터 반사되고, 대각선(7)에 대하여 제2반사가 이루어진 후 LCD(8)를 조명한다. LCD(8)의 "온" 픽셀로부터 반사된 광은 편파를 변화시켜 대각선(7 및 6)을 통해 지나가는 P-편광이 되어, 투사 렌즈(도 2에는 미도시)로 들어간다. "오프" 픽셀로부터 반사된 광은 편파를 변화시키지 않아서 대각선(7 및 6)에 의해 발광체(16)로 되반사된다.
광원으로부터 P-편파는 대각선(6 및 7)을 통과하여, LCD(9)를 조명한다. 이러한 LCD의 "온" 픽셀로부터의 반사 후, P-편광은 그 편파가 S-편광으로 변환된다. 이러한 광은 대각선(7)으로부터 반사되고, 대각선(6)에 대하여 제2반사가 이루어진 후 투사 렌즈로 들어간다. LCD(9)의 "오프" 픽셀로부터 반사된 광은 편파를 변화시키지 않아서 발광체로 되반사된다.
스크린상에 컬러 이미지를 생성하기 위해, 상기 시스템은 편파 빔 스플리터(5)의 조도면(1) 상에 컬러 휠을 사용할 수 있다. 선택적으로, 상기 시스 템은 3개의 반사 LCD를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 빔 스플리터의 면(2) 상에 녹색 LCD 및 빔 스플리터의 면(1) 상에 적색 및 청색 LCD를 사용할 수 있고, 이는 도 10에 도시되고 하기 기술된 형태의 컬러 다이크로익 입방체 (다이크로익 프리즘)을 사용하여 분할된 적색 및 청색 S-편광을 지닌다.
실제로, LCD는 편파 빔 스플리터(5)에 접합될 수 있다. 또한, 필드 렌즈는 편파 빔 스플리터의 크기를 줄이기 위해 각 LCD의 앞에 사용될 수 있다. 다시 말하여, 소정된다면, 이러한 필드 렌즈는 편파 빔 스플리터로 접합될 수 있다.
도 2의 구성의 이점은 다음을 포함한다: (1) 발광체로부터 광의 2개의 편파는 스크린 상의 휘도를 증가시키기 위해 사용된다; (2) 시스템이 소형이다; 또한 (3) 시스템은 편파 빔 스플리터의 편파 효율을 상당히 증가시키고, 발광체로부터 LCD로 지나가는 광이 편파 빔 스플리터의 대각선에 두번 영향을 미치고 LCD와 투사 렌즈 사이로 지나가는 광이 대각선에 두번 영향을 미치기 때문에 스크린 상에 높은 계조를 제공한다.
이러한 궁극적인 이점은 다음의 예에 의해 설명될 수 있다. LCD의 "오프" 픽셀로부터 2%의 "잘못된" 편파가 대각선을 통해 누설될 것이라고 추정한다면, 제2대각선과 함께 그릇되게 편광에 영향을 미침으로써 투과 결과는 스크린에 도달하는 잘못된 편파 양이 0.04%, 즉 0.02ㆍ0.02=0.0004 (또는 0.04%)로 줄이게 될 것이다. 따라서, 도 2의 시스템은 계조를 향상시키기 위해 추가적인 편파기에 대한 요구를 줄일 수 있다.
예 2
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제2의 바람직한 실시예를 도시한다. 이러한 실시예는 다음 변화와 함께 제1실시예에서 도시된 일반적인 형태이다: (1) 실시예는 편파 빔 분할 입방체(26A, 26B, 26C, 및 26D)를 포함한다; (2) 실시예는 빔 분할 입방체의 인접한 표면 사이에 시트 편파기(30)를 포함한다; 또한 (3) 실시예는 빔 분할 입방체의 인접하는 표면 사이에 반파장 플레이트(28)를 포함한다.
도 3 내지 도 5는 광원(16)으로부터 편파 빔 분할 프리즘(5)을 통해 투사 렌즈(상기 도에는 미도시)로의 P 편광 및 S 편광을 위한 광로를 도시한다. 특히, 도 3은 LCD의 "온" 픽셀로부터 광의 편파를 조명한다. 전술된 바와 같이, "온" 상태일 때, LCD는 반사된 광의 편파를 변화시킨다. 이것이 스크린 상에 이미지를 생성하는 반사광이다.
도 4는 프리즘(5)의 조도 부분을 통해 누설되는 편파의 결과를 도시한다. 미세한 양의 잘못된 편파가 프리즘의 대각선으로부터 반사하거나 통과하여 LCD에 이를 때, 이러한 광은 "오프" 픽셀로부터 반사될 것이고(편파는 변화 없음) 스크린에 도달할 것이며, 여기서 상기 시스템의 계조를 감소시킬 것이다.
도 5는 프리즘(5)의 이미징 부분을 통해 누설된 편파의 결과를 도시한다. 이러한 경우에 있어서, 조도 광은 LCD의 "오프" 픽셀로부터 반사한다. 이러한 광의 일부가 프리즘의 대각선을 통해 누설되거나 반사된다면, 그것은 스크린에 도달하여 계조는 감소될 것이다.
시트 편파기(30)는 다음과 같이 이미징 광이 스크린에 도달하는 동안 이러한 조도의 누설을 막아준다:
(1) 입방체 A 및 B 사이의 시트 편파기는 P 편파를 투과시키고 S 편파를 흡수하도록 맞추어 놓여진다. 그것은 유용한 광(도 3)을 투과시킬 것이고 입방체 A 및 B(도 4) 사이의 불필요한 광을 흡수할 것이다.
(2) 입방체 C 및 D 사이의 시트 편파기는 P 편파를 투과시키고 S 편파를 흡수하도록 맞추어 놓여진다. 그것은 유용한 광(도 3)을 투과시킬 것이고 입방체 C 및 D(도 5) 사이의 불필요한 광을 흡수할 것이다.
(3) 입방체 A 및 C 사이의 시트 편파기는 S 편파를 투과시키고 P 편파를 흡수하도록 맞추어 놓여진다. 그것은 유용한 광(도 3)을 투과시킬 것이고 입방체 A 및 C(도 4) 사이의 불필요한 광을 흡수할 것이다.
(4) 입방체 B 및 D 사이의 시트 편파기는 S 편파를 투과시키고 P 편파를 흡수하도록 맞추어 놓여진다. 그것은 유용한 광(도 3)을 투과시킬 것이고 입방체 B 및 D(도 5) 사이의 불필요한 광을 흡수할 것이다.
반파장 플레이트(28)는 스큐 광선 편파 누설을 위한 보상기로써 작동한다. 이러한 플레이트에 의해 제공된 상기 보상 구조는 미국 특허 제 5,327,270에서 묘사된 일반적인 형태이며, 1/4파장 플레이트에서 이중경로로 작동한다. 상기 광이 오직 입방체 A, B, C, 및 D 사이의 인터페이스를 통해 통과하기 때문에 반파장 플레이트는 도 3 내지 도 5의 프리즘(5)에서 사용된다.
예 3
도 2 및 도 3의 설계에 대하여, 기계적 간섭은 다음: (1) 투사 렌즈 및 프리즘(5)의 면(2)상에 함께 안착된 LCD; 및/또는 (2) 조도 시스템 및 프리즘(5)의 면(1)상에 함께 안착된 LCD의 사이에서 발생할 수 있다
도 6에서 도시된 본 발명의 제3의 바람직한 실시예는 상기 프리즘의 크기의 증가없이 이러한 간섭을 제거하는데 사용할 수 있다. 이러한 구조에서와 같이, 투사 및 조도 시스템이 안착된 곳에서, LCD(8 및 9)는 프리즘의 전면 및 후면으로부터 프리즘의 측면으로 이동하며, 따라서 기계적 간섭 문제를 피한다. 또한, 하기와 같이, 이러한 구조의 실시예는 높은 계조비를 이룬다.
도 3의 실시예에서, 반파장 플레이트(28)는 도 6의 실시예에서 사용된다. 그러나, 스큐 광선을 취급하는 것 보다는 이러한 반파장 플레이트는 편파를 조절하기 위해 맞추어진 그들의 고속 축 및 저속 축을 가지며, 이로써 계조를 향상시킨다. 특히, 반파장 플레이트는 도 6의 수평 축 및 플레이트의 고속 축 또는 저속 축 사이에서 45°또는 135°의 어느 하나로 맞추어 진다. 도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 방향 때문에 각 플레이트는 90°로 각 플레이트를 통해 지나가는 광의 편파 평면을 회전시킨다.
특히, 프리즘의 제1대각선을 통해 지나가는 도 6의 램프(16)로부터 나온 광은 P-편파가 될 것이고 편파 평면의 수평 방향을 갖을 것이다. 예를 들면, 반파장 플레이트를 위한 고속 축 방향 및 편파 방향 사이의 각
Figure 112001026871414-pct00001
는 45°이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 반파장 플레이트는 각
Figure 112001026871414-pct00002
에 의해 편파 방향을 회전할 것이다. 이러한 경우에 있어서, 반파장 플레이트를 통과하는 광의 편파 방향은 S 편파에 상응하여 수직으로 맞추어 질 것이다. 동일한 구조에 의해, 반파장 플 레이트 상에 입사한 S 편파는 반파장 플레이트를 통과하는 P 편파로 전환된다.
이러한 방법에 있어서, S 편파를 갖는 광은 램프 및 LCD 사이의 그 경로에서 한번 (오직 한번) 프리즘의 대각선으로부터 반사된다. 유사하게, S 편파를 갖는 광은 LCD 및 투사 렌즈 사이의 그 경로에서 한번 (오직 한번) 프리즘의 대각선으로부터 반사된다. 전형적인 PBS 입방체는 반사된 S 광에 대한 높은 소광비를 갖으며, 즉 S 광의 약 99.8%가 반사되고 오직 0.2%만이 대각선을 통과한다. 따라서, 도 6의 구조는 온 픽셀 및 오프 픽셀 사이에서 매우 높은 계조비를 이룬다.
도 8 및 표 1과 표 2는 이러한 높은 계조비가 어떻게 이루어지는지를 보여준다. 도시된 바와 같이, 도 6의 시스템의 설정된 편파 효율(계조)은 1000:1이다. (표 2는 오직 하나의 채널, 즉 LCD(9)와 결합된 것에 대한 광 휘도를 계산한 것이다. LCD(8)에 대한 계산은 동일하다.) 실제로, 약 700:1의 계조비는 도 6에 따라 구성된 편파 빔 스플리터에 대해 실험적으로 측정된다.
도 3의 실시예에서, 시트 편파기(30)는 상기 시스템의 계조를 증가시키기 위해 도 6의 실시예에서 사용될 수 있다. 이러한 시트 편파기의 방위는 이미지 광을 통과시키고 불필요한 광을 막도록 선택된다. 사용된 특정 방위는 반파장 플레이트가 시트 편파기 앞에 안착되어 있는지 뒤에 안착되어 있는지에 의해 좌우될 것이다. 상기 시트 편파기는 광 투과를 증가시키기 위해 제외 시킬 수 있고 프리즘의 대각선의 편파 코팅 및/또는 반파장 플레이트의 방향이 적절한 계조를 제공한다면 비용을 감소시킬 것이다.
예 4
도 9는 본 발명의 편파 빔 스플리터를 구성하는 4개의 입방체 모두 보다는 3개의 입방체 사이의 인터페이스에서 사용된 반파장 플레이트에 있어서 도 6의 다양한 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에 대해, 오직 LCD(9)만이 도 3에서의 그 위치로부터 이동한다. 일반적으로, 시스템의 투사 렌즈에 대한 기계적 간섭은 시스템의 광원에 대한 기계적 간섭보다 더 많은 문제를 갖는다. 도 9의 설계는 그러한 경우와 더 낮은 계조 레벨이 변조된 광의 일부에 대해 내성이 있을 때 사용될 수 있다.
예 5
전술된 실시예는 2개의 LCD와 함께 도시되어 컬러 이미지를 생성하기 위한 컬러 휠과 함께 사용될 수 있다.
도 10에 도시된 설계는 스크린 상에서 컬러 이미지를 재생성하기 위해 프리즘의 입구 면에 접합된 3개의 LCD(적색, 녹색, 및 청색)를 사용하며, 컬러 휠이 필요하지 않다. 상기 LCD는 실리콘(LCoS) 형태의 액정이 바람직하다.
얇은 필름 레이어로 구성된 컬러 필터는 각 LCD의 앞에서 프리즘 표면에 코팅될 수 있으며, 이는 3개의 채널을 위한 컬러 순도 및 컬러 조화를 제공하기 위함이다. 또한, R/B 필터는 다이크로익 프리즘(38) 및 편파 빔 스플리터(5) 사이의 인터페이즈에 안착될 수 있다.
적색 및 청색 LCD는 하나의 편파 채널에 안착되는 것이 바람직하고, 녹색 LCD는 다른 편파 채널에 안착되는 것이 바람직하다. 이러한 정렬은 시스템의 휘도 효율을 증가시키며, 이는 도 11에 도시된 바와 같이 녹색 채널을 사용한 스펙트럼 을 적색 및 청색 채널을 사용한 스펙트럼에 중복시킴으로써 이루어진다. 이러한 설계에 있어서, 적색 및 청색 광에 대하여 "아무것도 알려지지 않은" 녹색 광은 낮은 비용의 흡수 또는 반사 필터를 지닌 소정의 컬러 순도를 이루기 위해 걸러질 수 있다. 또한, 상기 R/B 채널에서 사용된 다이크로익 프리즘(38)은 낮은 기울기 형태이며, 그 비용 또한 감소될 수 있다. 전술된 바와 같이, 얇은 필름 필터는 다이크로익 프리즘(38)의 다이크로익 대각선을 통과하는 잘못된 컬러의 임의의 잉여 광을 제거하기 위해 청색 및 적색 LCoS 각각의 앞에서 사용될 수 있다.
보상기(40)는 녹색 광을 위한 광로 길이를 적색 및 청색 광을 위한 광로 길이와 실질적으로 동일하게 만드는데 사용될 수 있다. 바람직하게, 보상기는 그 조합이 녹색 통과 필터를 제공하도록 2개의 필터를 포함하되, 이는 하나의 단 통과 필터 및 또 다른 하나의 장 통과 필터이다. 이러한 형태의 2개의 필터의 사용은 단일 녹색 통과 필터를 사용하는 것보다 덜 비싸다.
소정된다면, 보상기는 제2다이크로익 프리즘으로 대체될 수 있고, 제4LCoS는 시스템에 추가될 수 있다. 예를 들면, 이러한 제4LCoS는 스크린에 도달하는 청색 광의 양을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 예로써, 일본 특허 공개공보 제 10-253922에 언급되어 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 편파 빔 분할 입방체는 프리즘 시스템을 통해 광로를 감소시키기 위한 다른 규모를 갖는다. 이것이 행하여 질때, 편파 빔 스플리터(5)의 면은 평면 구조보다는 층계구조를 갖는다. 상기 스플리터는 대각선 6 및 7에 대하여 대칭을 유지하는 것을 주목하라.
비록 본 발명의 특정된 실시예가 도시되어 기술되었다 하더라도, 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음을 당업자는 명백하게 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 비록 다이크로익 프리즘 및 보상기의 사용이 도 6에 도시된 본 발명의 실시예를 위하여 도 10에 도시되어 있다하더라도, 이러한 완벽한 컬러 이미지를 이루기 위한 방법은 본 발명의 모든 실시예 및 임의의 실시예에서 사용될 수 있다.
본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음을 당업자는 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 에 속하는 본 발명의 변형, 변경 및 그 등가물을 포함한다.
편파 빔 분할 입방체의 대각선의 편파 특성을 위한 전형적인 값
P 편파를 위한 투과 0.8
S 편파를 위한 투과 0.002
P 편파를 위한 반사 0.2
S 편파를 위한 반사 0.998
도 8에 표시된 위치에서의 광 세기
광 위치 LCD가 "온"일 때 LCD가 "오프"일 때
S P S P
A 광원 뒤 1 1 1 1
B 대각선을 통해 투과 0.002 0.8 0.002 0.8
C 반파장 플레이트를 통해 투과 0.8 0.002 0.8 0.002
D 대각선으로부터 반사 0.8 0.0004 0.8 0.0004
E LCD로부터 반사 0.0004 0.8 0.8 0.0004
F 대각선을 통해 투과 0.8E-6 0.64 0.0016 0.00032
G 반파장 플레이트를 통해 투과 0.64 0.8E-6 0.00032 0.0016
H 대각선으로부터 반사 0.64 0.16E-6 0.00032 0.00032
프리즘으로부터의 전체 광 0.64 0.00064

Claims (30)

  1. 적어도 하나의 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널을 포함하는 투사 장치를 동작시키는 방법으로서, 광원으로부터의 광을 편광 빔 스플리터를 통해 상기 적어도 하나의 픽셀화된 패널로 전달하는 단계, 상기 적어도 하나의 픽셀화된 패널에서의 광을 변환하는 단계; 및 상기 변환된 광을 상기 편광 빔 스플리터를 통해 투사 렌즈로 전달하는 단계를 포함하고,
    상기 광원으로부터 상기 투사 렌즈에 도달하는 모든 이미지-형성 광(all image-forming light)은,
    (a) 상기 광원과 상기 픽셀화된 패널 사이를 지나는 동안, 상기 편광 빔 스플리터의 편광 대각선을 통과하여 주로 P 편광으로 전달되고;
    (b) 상기 픽셀화된 패널 및 상기 투사 렌즈 사이를 지나는 동안, 상기 편광 빔 스플리터의 편광 대각선을 통과하여 주로 P 편광으로 전달되는 것을 특징으로 하는 투사 장치 동작 방법.
  2. 제1 및 제2 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널들을 포함하는 투사 장치를 동작시키는 방법으로서, 상기 방법은 광원으로부터 상기 제1 및 제2 픽셀화된 패널로 광을 편광 빔 스플리터를 통해 전달하는 단계, 상기 제1 및 제2 픽셀화된 패널에서의 광을 변조하는 단계, 및 상기 변환된 광을 투사 렌즈로 상기 편광 빔 스플리터를 통해 전달하는 단계를 포함하고,
    (a) 상기 광원 및 상기 제1 픽셀화된 패널 사이에 전파되는 동안, 광은 상기 편광 빔 스플리터의 2개의 편광 대각선과 상호작용하고, 상기 광은 상기 상호작용들 중 하나 후에 상기 편광 대각선을 통해 주로 P 편광으로 전달되며;
    (b) 상기 광원 및 상기 제1 픽셀화된 패널 사이에 전파되는 동안, 광은 상기 편광 빔 스플리터의 2개의 편광 대각선과 상호작용하고, 상기 광은 상기 상호작용들 중 하나 후에 상기 편광 대각선을 통해 주로 P 편광으로 전달되며;
    (c) 상기 광원 및 상기 제2 픽셀화된 패널 사이에 전파되는 동안, 광은 상기 편광 빔 스플리터의 2개의 편광 대각선과 상호작용하고, 상기 광은 상기 상호작용들 중 하나 후에 상기 편광 대각선을 통해 주로 P 편광으로 전달되며;
    (d) 상기 제2 픽셀화된 패널 및 상기 투사 렌즈 사이에 전파되는 동안, 상기 편광 빔 스플리터의 2개의 편광 대각선과 상호작용하고, 상기 광은 상기 상호작용들 중 하나 후에 상기 편광 대각선을 통해 주로 P 편광으로 전달되며;
    (e) 상기 광원으로부터 상기 투사 렌즈에 도달하는 전 이미지-형성 광은:
    (i) 상기 광원 및 상기 각 픽셀화된 패널 사이를 지나는 동안, 상기 편광 빔 스플리터의 편광 대각선을 통해 주로 P 편광으로 전달되며,
    (ii) 상기 픽셀화된 패널 및 상기 투사 렌즈 사이를 지나는 동안, 상기 편광 빔 스플리터의 편광 대각선을 통해 주로 P 편광으로 전달되는 것을 특징으로 하는 투사 장치 동작 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    (i) 상기 투사 장치는 제3 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널을 더 포함하고;
    (ii) 상기 광원 및 상기 제3 픽셀화된 패널 사이에 전파되는 동안, 광은 상기 편광 빔 스플리터의 상기 2개의 편광 대각선과 상호작용하고, 상기 광은 상기 상호작용들 중 하나 후에 상기 편광 대각선을 통해 주로 P 편광으로 전달되며;
    (iii) 상기 픽셀화된 패널 및 상기 투사 렌즈 사이에 전파되는 동안, 광은 상기 편광 빔 스플리터의 상기 2개의 편광 대각선과 상호작용하고, 상기 광은 상기 상호작용들 중 하나 후에 상기 편광 대각선을 통해 주로 P 편광으로 전달되는 것을 특징으로 하는 투사 장치 동작 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    (i) 상기 투사 장치는 제4 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널을 더 포함하고;
    (ii) 상기 광원 및 상기 제4 픽셀화된 패널 사이에 전파되는 동안, 광은 상기 편광 빔 스플리터의 상기 2개의 편광 대각선과 상호작용하고, 상기 광은 상기 상호작용들 중 하나 후에 상기 편광 대각선을 통해 주로 P 편광으로 전달되며,
    (iii) 상기 제4 픽셀화된 패널 및 상기 투사 렌즈 사이에 전파되는 동안, 광은 상기 편광 빔 스플리터의 상기 2개의 편광 대각선과 상호작용하고, 상기 광은 상기 상호작용들 중 하나 후에 상기 편광 대각선을 통해 주로 P 편광으로 전달되는 것을 특징으로 하는 투사 장치 동작 방법.
  5. 적어도 2개의 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널을 채용하는 투사 장치의 콘트라스트를 개선하는 방법으로서, 광원으로부터의 광을 편광 빔 스플리터를 통해 상기 2개의 픽셀화된 패널들로 전달하는 단계, 상기 2개의 픽셀화된 패널에서 상기 광을 변환하는 단계, 및 상기 변환된 광을 상기 편광 빔 스플리터를 통해 투사 렌즈로 전달하는 단계를 포함하고,
    (a) 상기 광원 및 상기 투사 렌즈 사이에서, 상기 광의 제1부분은 상기 제1 및 제2 반파 플레이트를 통과하고, 상기 광의 제2 부분은 제3 및 제4 반파 플레이트를 통과하며, 각 반파 플레이트들은 S 편파광을 P 편파광으로, P 편파광을 S 편파광으로 변환하도록 맞추어 놓여지고;
    (b) 상기 광원 및 상기 2개의 픽셀화된 패널들 사이에서, 상기 광은 상기 편광 빔 스플리터의 2개의 편광 대각선들과 상호작용하고, 상기 광은 상기 상호작용들 중 하나에 대해 S 편광을 갖고, 다른 상호작용에 대해 P 편광을 갖고;
    (c) 상기 2개의 픽셀화된 패널들 및 상기 투사 렌즈 사이에서, 상기 광은 상기 편광 빔 스플리터의 2개의 편광 대각선들과 상호작용하고, 상기 광은 상기 상호작용들 중 하나에 대해 S 편광을 갖고, 다른 상호작용에 대해 P 편광을 갖고;
    (d) 상기 광원으로부터 상기 투사 렌즈에 도달하는 전 이미지-형성 광은:
    (i) 상기 광원 및 픽셀화된 패널 사이에서 상기 편광 빔 스플리터의 편광 대각선과 상호작용하고, 상기 상호작용 후에, 주로 P 편광을 갖고;
    (ii) 상기 픽셀화된 패널 및 상기 투사 렌즈 사이에서 상기 편광 빔 스플리터의 편광 대각선과 상호작용하고, 상기 상호작용 후에, 주로 P 편광을 가지며,
    편광 대각선과의 상호작용은,
    (i) 상기 광이 P 편광을 갖는 경우에는 상기 대각선의 투과를 주로 포함하고,
    (ii) 상기 광이 S 편광을 갖는 경우에는 상기 대각선으로부터의 반사를 주로 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 장치의 콘트라스트 개선 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    (i) 상기 투사 장치는 3개의 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널들을 채용하고;
    (ii) 상기 광원 및 상기 3개의 픽셀화된 패널들 각각 사이에서, 상기 광은 상기 편광 빔 스플리터의 2개의 편광 대각선과 상호작용하고, 상기 광은 상기 상호작용 중 하나에 대해 S 편광을 갖고, 다른 상호작용에 대해 P 편광을 가지며;
    (iii) 상기 3개의 픽셀화된 패널들 각각과 상기 투사 렌즈 사이에서, 상기 광은 상기 편광 빔 스플리터의 2개의 편광 대각선들과 상호작용하고, 상기 광은 상기 상호작용들 중 하나에 대해 S 편광을 갖고, 다른 상호작용에 대해 S편광을 갖는 것을 특징으로 하는 투사 장치의 콘트라스트 개선 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    (i) 상기 제1 부분은 적색 및 청색광을 포함하고;
    (ii) 상기 제2 부분은 녹색광을 포함하고;
    (iii) 상기 제2 부분은 상기 제1 부분의 스펙트럼과 오버랩되는 스펙트럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 장치의 콘트라스트 개선 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 투사 장치는 2개의 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널들 만을 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 장치의 콘트라스트 개선 방법.
  9. 삭제
  10. 제5항에 있어서, 상기 제1부분은 적색 및 청색 광을 포함하고 상기 제2부분은 녹색광을 포함하며, 상기 제2부분은 상기 제1부분의 스펙트럼과 겹쳐지는(overlap) 스펙트럼을 갖는 것을 특징으로 하는 투사 장치의 콘트라스트 개선 방법.
  11. 함께 정렬된 제1,제2,제3 및 제4의 빔 분할 입방체(26A,26B,26C,26D)들을 갖는 편광 빔 스플리터;
    상기 분할 입방체(26A,26B,26C,26D)들 사이에 각각 위치하는 제1,제2,제3 및 제4의 반파장 플레이트(28)들;
    적어도 하나의 제1 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널(9,36);
    상기 적어도 하나의 제1 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널(9,36)에 광을 통과시키는 광원(16); 및
    투사 렌즈를 포함하며,
    상기 반파장 플레이트(28)는 그 안을 관통하여 지나는 광의 편광을 변환시게끔 향해지고, 상기 광원(16)에서 상기 제1 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널(9,36)을 지나는 광은 상기 분할 입방체들 중 하나를 S-편광으로 지나고 다른 하나를 P-편광으로 지나며, 상기 제1 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널(9,36)에서 상기 투사 렌즈를 지나는 광은 상기 빔 분할 입방체들 중 하나를 S-편광으로 지나고 다른 하나를 P-편광으로 지나는 것을 특징으로 하는 투사 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    제2 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널(8,34)을 더 포함하며, 상기 광원(16)에서 상기 제2 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널(8,34)을 지나는 광은 상기 빔 분할 입방체들 중 하나를 S-편광으로 지나고 다른 하나를 P-편광으로 지나며, 상기 제2 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널(8,34)에서 상기 투사 렌즈를 지나는 광은 상기 빔 분할 입방체들 중 하나를 S-편광으로 지나고 다른 하나를 P-편광으로 지나는 것을 특징으로 하는 투사 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    제3 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널(32)을 더 포함하며, 상기 광원(16)에서 상기 제3 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널(32)을 지나는 광은 상기 빔 분할 입방체들 중 하나를 S-편광으로 지나고 다른 하나를 P-편광으로 지나며, 상기 제3 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널(32)에서 상기 투사 렌즈를 지나는 광은 상기 빔 분할 입방체들 중 하나를 S-편광으로 지나고 다른 하나를 P-편광으로 지나는 것을 특징으로 하는 투사 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 광원에서 상기 제1 및 제3반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널(32,36)을 지나는 광은 상기 제1,제2의 빔 분할 입방체들을 지나고, 다이크로닉 프리즘(38)을 더 포함하며, 광은 제2의 빔 분할 입방체에서 상기 다이크로닉 프리즘을 통해 상기 제1,제2 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널을 지나는 것을 특징으로 하는 투사 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 광원에서 상기 제2 반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널(34)을 지나는 광은 상기 제1,제3의 빔 분할 입방체들을 지나며, 상기 제3반사, 편광 변환, 픽셀화된 패널(34)과 상기 제3의 빔 분할 입방체 사이에 배치되는 보상기(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 장치.
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