KR100965877B1 - 고효율 프로젝션 시스템 및 칼라화상 형성방법 - Google Patents

고효율 프로젝션 시스템 및 칼라화상 형성방법 Download PDF

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Abstract

프로젝션 시스템 및 칼라화상 형성방법이 개시되어 있다.
이 개시된 프로젝션 시스템은, 광원; 상기 광원으로부터 출사된 광을 복수개의 파장영역에 따라 분리하는 칼라분리기; 상기 칼라분리기에 의해 분리된 칼라광들을 스크롤링시키는 스크롤링유닛; 상기 광원에서 출사된 광을 제1편광방향을 갖는 광으로 만들어주는 편광변환기; 상기 제1편광방향을 갖는 광 중 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 제1편광방향과 다른 제2편광방향으로 변환하는 칼라선택소자; 상기 칼라선택소자를 통과한 광을 편광방향에 따라 투과 및 반사시키는 화상 합성기; 상기 화상합성기를 경유한 광이 입사되고, 입사된 광을 화상신호에 따라 처리하여 화상을 형성하는 적어도 두 개의 라이트밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의해, 광원에서 출사된 광을 보다 많은 복수개의 칼라광으로 분리하는 것이 용이해지고, 그럼으로써 칼라 게멋과 칼라 온도 범위가 확대되어 보다 자연색에 가까운 칼라 화상을 형성할 수 있다.

Description

고효율 프로젝션 시스템 및 칼라화상 형성방법{High efficiency projection system}
도 1은 종래의 프로젝션 시스템의 개략도이다.
도 2는 종래의 프로젝션 시스템에서의 칼라 스크롤링 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 프로젝션 시스템의 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에 채용되는 스크롤링유닛의 구성예를 나타낸 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에 의한 칼라분리 및 편광 분리에 의해 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광으로 분리되는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에서 파장에 따른 광강도 분포와 칼라분리영역 및 편광분리영역을 함께 나타낸 것이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에 의해 형성된 제1그룹의 칼라바와 제2그룹의 칼라바를 나타낸 것이고, 스크롤링 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 프로젝션 시스템의 변형예를 나타낸 것 이다.
도 9a 내지 도 9c는 도 8에 도시된 프로젝션 시스템에 의해 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광을 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 8에 도시된 프로젝션 시스템에 의해 형성된 제1그룹의 칼라바와 제2그룹의 칼라바를 나타낸 것이고, 스크롤링 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에 채용된 스크롤링유닛에 의한 칼라 스크롤링 과정을 나타낸 도면이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에 의해 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광이 형성되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 도 12a 내지 도 12c에 도시된 예에 따라 형성된 제1그룹의 칼라바와 제2그룹의 칼라바의 스크롤링 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에 채용되는 스크롤링유닛의 변형예이다.
도 15a 및 도 15b는 도 14에 도시된 스크롤링유닛의 회전에 따른 스크롤링 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제1실시예에 따른 프로젝션 시스템의 또 다른 변형예이다.
도 17은 본 발명의 제2실시예에 따른 프로젝션 시스템의 구성도이다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 제2실시예에 따른 프로젝션 시스템에 채용되 는 칼라분리기를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 프로젝션 시스템의 구성도이다.
도 20은 본 발명의 제2실시예에 따른 프로젝션 시스템의 변형예이다.
도 21a 내지 도 21c는 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에 의해 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광이 형성되는 예를 나타낸 것이다.
도 22는 도 21a 내지 도 21c에 도시된 바에 따라 형성된 제1그룹의 칼라바와 제2그룹의 칼라바를 나타낸 것이다.
도 23은 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에 채용된 공간필터의 사시도이다.
도 24a 내지 도 24c는 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에 채용된 공간필터의 슬릿폭을 조절하여 라이트밸브에 형성되는 칼라바의 폭을 조절하는 예를 도시한 것이다.
도 25a 내지 도 25c는 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에 채용된 공간필터와 슬림필터의 슬릿폭을 조절하여 라이트밸브에 형성되는 칼라바의 폭을 조절하는 예를 도시한 것이다.
도 26은 본 발명의 제4실시예에 따른 프로젝션 시스템의 구성도이다.
<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>
1,2,3...트림필터, 5...공간필터
10,60...광원, 14...콜리메이팅렌즈
15,55,70...칼라분리기, 16,17,67,68...실린더렌즈
20,20'...스크롤링유닛, 25,27,74,75...플라이아이렌즈어레이
30,56,76...편광변환기, 32,77...칼라선택소자
34,78...릴레이렌즈, 35,80...화상합성기
38,40,82,83...라이트밸브 43,84...검광자
45,85...투사렌즈유닛, 50,90...스크린
본 발명은 고효율 프로젝션 시스템 및 칼라화상 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크롤링에 의해 칼라 화상을 형성하고, 복수개의 라이트밸브를 채용하여 넓은 칼라 게멋과 칼라온도를 구현할 수 있을 뿐만 아니라 광효율을 개선한 프로젝션 시스템 및 칼라화상 형성방법에 관한 것이다.
프로젝션 시스템은 고출력 램프 광원으로부터 출사된 광을 화소단위로 on-off 제어하여 화상을 형성하는 라이트 밸브의 개수에 따라 3판식과 단판식으로 나뉜다. 단판식 프로젝션 시스템은 3판식에 비해 광학계 구조를 작게 할 수 있으나, 백색광을 시퀀셜 방법으로 R,G,B 칼라로 분리하여 사용하므로 3판식에 비해 광효율이 1/3로 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 단판식 프로젝션 시스템의 경우에는 광효율을 증가시키기 위한 노력이 진행되어 왔다.
일반적인 단판식 프로젝션 광학계의 경우 백색 광원으로부터 조사된 광을 칼라필터를 이용하여 R,G,B 삼색광으로 분리하고, 각 칼라광을 순차적으로 라이트밸브로 보낸다. 그리고, 이 칼라 순서에 맞게 라이트밸브를 동작시켜 영상을 구현하 게 된다. 이와 같이 단판식 광학계는 칼라를 시퀀셜하게 이용하기 때문에 광효율이 3판식에 비해 1/3로 떨어지게 된다. 따라서, 단판식 프로젝션 시스템의 경우에는 광효율을 증가시키기 위한 노력이 진행되어 왔으며, 이러한 방법 중에 하나로 스크롤링 방법이 제안되었다. 칼라 스크롤링 방법은 백색광을 R,G,B 삼색광으로 분리하고 이를 동시에 라이트밸브의 서로 다른 위치로 보내 준다. 그리고, 한 화소당 R,G,B 칼라가 모두 도달해야만 칼라 영상 구현이 가능하므로 특정한 방법으로 각 칼라바들을 주기적으로 순환시킨다.
종래의 단판식 스크롤링 프로젝션 시스템이 U.S. No. 2002/191154 A1호에 개시되어 있다. 이 개시된 프로젝션 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 광원(100)에서 조사된 백색광이 제1 및 제2 렌즈 어레이(102)(104)와 편광변환기(105)를 경유하여 제1 내지 제4 다이크로익 필터(109)(112)(139)(141)에 의해 R,G,B 삼색광으로 분리된다. 먼저, 상기 제1다이크로익 필터(109)에 의해 예를 들어 적색광(R)과 녹색광(G)은 투과되어 제1광경로(L1)로 진행되고, 청색광(B)은 반사되어 제2광경로(L2)로 진행된다, 그리고, 상기 제1광경로(L1)로 진행되는 적색광(R)과 녹색광(G)은 상기 제2 다이크로익필터(112)에 의해 분리된다. 상기 제2 다이크로익필터(112)에 의해 적색광(R)은 투과되어 계속 제1광경로(L1)로 직진하고, 녹색광(G)은 반사되어 제3광경로(L3)로 진행된다.
상기 제1 내지 제 3 광경로(L1)(L2)(L3)상에는 각각 회전 가능한 프리즘(114)(135)(142)이 배치되어 있다. 상기 광원(100)에서 조사된 광이 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)으로 분리되어 각각에 대응되는 회전가능한 제1 내지 제3 프리즘(114)(135)(142)을 통과하면서 스크롤링된다. 상기 제1 내지 제3 프리즘(114)(135)(142)이 각각 균일한 속도로 회전됨에 따라 R,G,B 삼색의 칼라바가 스크롤링된다. 상기 제2 및 제3광경로(L2)(L3)를 따라 각각 진행되던 청색광과 녹색광이 제3 다이크로익필터(139)에 의해 반사 및 투과되어 합성되고, 최종적으로 상기 제4 다이크로익필터(141)에 의해 R,G,B 삼색광이 합성되어 편광빔스프리터(127)에 의해 라이트밸브(130)로 보내지고, 상기 라이트 밸브(130)에 의해 칼라 화상이 형성된다.
상기 편광변환기(105) 다음에는 집속렌즈(107)가 구비되고, 상기 제1 내지 제3 광경로(L1)(L2)(L3)상에는 광경로 보정을 위한 렌즈들(110)(117)(131)(137)(145)이 구비된다. 또한, 제1다이크로익 필터(112)와 제4 다이크로익 필터(141) 사이 및 제3다이크로익 필터(139)와 제4다이크로익 필터(141) 사이에는 각각 집속렌즈(120)(140)가 배치되고, 상기 제4다이크로익 필터(141)와 편광빔스프리터(127) 사이의 광경로상에는 집속렌즈(124)와 편광기(125)가 배치된다. 상기 제1광경로(L1)와 제3광경로(L3) 상에는 각 경로로 진행되는 광의 경로를 변환시키기 위한 광경로변환기, 예를 들어 반사미러(118)(133)가 더 구비된다.
한편, 상기 제1 내지 제 3프리즘(114)(135)(142)의 회전에 의해 R,G,B 칼라 바가 스크롤링되는 과정이 도 2에 도시되어 있다. 이는 각 칼라에 대응되는 제1 내지 제 3프리즘(114)(135)(142)을 동기를 맞추어 회전시킬 때 상기 라이트 밸브(130)면에 형성된 칼라바가 주기적으로 순환되는 것을 나타낸 것이다. 이와 같이 R,G,B 칼라바가 한번 순환했을 때 한 프레임의 칼라 화상이 형성된다.
상기 라이트 밸브(130)에서 각 화소에 대한 화상 신호를 처리하여 칼라 화상을 형성하고 이 화상이 투사렌즈유닛(미도시)을 거쳐 확대되어 스크린에 맺힌다.
상기 제1 내지 제 3프리즘(114)(135)(142)의 회전에 의해 R,G,B 칼라바가 스크롤링되는 과정이 도 2에 도시되어 있다. 이는 각 칼라에 대응되는 제1 내지 제 3프리즘(114)(135)(142)을 동기를 맞추어 회전시킬 때 상기 라이트 밸브(130)면에 형성된 칼라바가 주기적으로 순환되는 것을 나타낸 것이다.
스크롤링 방식을 이용하여 칼라화상을 구현하는 단판식 시스템에서는 칼라바를 3개 이상으로 형성하여 다채널로 만들기가 어렵다. 단판식 프로젝션 시스템에서 광원에서 출사된 광을 3개 이상의 칼라로 분리하는 경우, 광학계의 에텐듀가 증가하여 광학계를 구성하기가 어려워진다.
에텐듀(E)란 임의의 광학계에서의 광학적 보존량을 나타내는 것으로, 에텐듀를 측정하고자 하는 대상체의 면적과 그 면적으로 입사 또는 출사하는 광선의 입사각 또는 출사각의 반각에 대한 sin 값의 거듭제곱에 의해 구해진다. 에텐듀가 증가하면 광학계의 부피가 커지고, 광학계의 구성이 복잡해진다.
이와 같이 칼라 스크롤링에 의한 단판식 프로젝션 시스템에서는, 칼라바를 3개 이상으로 형성하는 것이 어려우므로, 칼라 게멋을 넓히는데 한계가 있으며, 다 양한 칼라 구현이 어렵다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 광원으로부터 조사된 광이 복수개의 칼라광으로 분리되고, 이 분리된 칼라광들이 복수개의 라이트밸브에 나뉘어 맺히도록 하여 스크롤링에 의해 칼라 화상이 형성됨으로써 칼라 게멋과 칼라온도 범위가 개선되고 에텐듀 조절을 유리하게 할 수 있는 프로젝션 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 스크롤링에 의해 칼라화상을 형성하는 시스템에서 복수개의 라이트밸브를 이용하고, 스크롤링에 의해 칼라화상을 형성할 수 있는 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 광원; 상기 광원으로부터 출사된 광을 복수개의 파장영역에 따라 분리하는 칼라분리기; 상기 칼라분리기에 의해 분리된 칼라광들을 스크롤링시키는 스크롤링유닛; 상기 광원에서 출사된 광을 제1편광방향을 갖는 광으로 만들어주는 편광변환기; 상기 제1편광방향을 갖는 광 중 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 제1편광방향과 다른 제2편광방향으로 변환하는 칼라선택소자; 상기 칼라선택소자를 통과한 광을 편광방향에 따라 투과 및 반사시키는 화상 합성기; 상기 화상합성기를 경유한 광이 입사되고, 입사된 광을 화상신호에 따라 처리하여 화상을 형성하는 적어도 두 개의 라이트밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스크롤링유닛은 적어도 하나의 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성되고, 회전가능하게 된 것을 특징으로 한다.
상기 스크롤링유닛은 적어도 하나의 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열된 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크를 포함하고, 상기 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크 사이에 도광판 또는 글래스로드가 배치된다.
상기 스크롤링유닛은 원통형의 외주면에 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성된다.
상기 칼라분리기는, 광축에 대해 서로 다른 각도로 기울어지게 배치된 적어도 두 개의 다이크로익필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 칼라분리기는, 다이크로익필터를 갖는 적어도 두 개의 프리즘을 포함한다.
상기 광원과 칼라분리기 사이의 광경로상에 입사광의 발산각을 조절하기 위한 슬릿을 갖는 적어도 하나의 필터가 구비된다.
상기 화상합성기는 편광빔스프리터 또는 와이어그리드 편광빔스프리터인 것이 바람직하다.
상기 칼라분리기와 화상합성기 사이의 광경로상에 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이가 구비된다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 광원; 상기 광원으로부터 출사된 광을 복수개의 파장영역의 광으로 분리하고, 광축에 대해 서로 다른 각도로 기울어지게 배치된 제1 및 제2 다이크로익필터를 갖는 칼라분리 기; 상기 칼라분리기에 의해 분리된 칼라광들을 스크롤링시키는 스크롤링유닛; 상기 광원에서 출사된 광을 제1편광방향을 갖는 광으로 만들어주는 편광변환기; 상기 제1편광방향을 갖는 광 중 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 제1편광방향과 다른 제2편광방향으로 변환하는 칼라선택소자; 상기 칼라선택소자를 통과한 광을 편광방향에 따라 투과 및 반사시키는 화상 합성기; 상기 화상합성기를 경유한 광이 입사되고, 입사된 광을 화상신호에 따라 처리하여 화상을 형성하는 제1 및 제2 라이트밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 다이크로익필터는 상기 광원에서 출사된 광을 제1파장영역의 광과 제2파장영역의 광으로 분리하며, 상기 칼라선택소자는 상기 제1 및 제2 파장영역의 광 중 적어도 한 파장영역의 광의 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 변환한다.
상기 제1 다이크로익필터는 상기 광원에서 출사된 광 중 제1칼라광과 제2칼라광을 포함하는 제1파장영역의 광을 반사시키고, 제2 다이크로익필터는 제3칼라광과 제4칼라광을 포함하는 제2파장영역의 광을 반사시키며, 상기 칼라선택소자는 상기 제1칼라광과 제3칼라광의 편광방향을 변환시킨다.
상기 칼라분리기는 상기 제1 및 제2 다이크로익필터와 다른 각도로 기울어진 제3다이크로익필터를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 다이크로익필터는 상기 광원에서 출사된 광을 제1 내지 제 3 파장영역의 광으로 분리하고, 상기 칼라선택소자는 상기 제1 내지 제3 파장영역의 광 중 적어도 한 파장영역의 광의 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 변환한 다.
상기 제1 다이크로익필터는 상기 광원에서 출사된 광 중 제1칼라광과 제2칼라광을 포함하는 제1파장영역의 광을 반사시키고, 제2 다이크로익필터는 제3칼라광과 제4칼라광을 포함하는 제2파장영역의 광을 반사시키며, 제3 다이크로익필터는 제5칼라광과 제6칼라광을 포함하는 제3파장영역의 광을 반사시키고, 상기 칼라선택소자는 상기 제1칼라광, 제3칼라광 및 제5 칼라광의 편광방향을 변환시킨다.
상기 광원과 스크롤링유닛 사이의 광경로상에 상기 스크롤링유닛에 입사되는 광의 폭을 감소시키기 위한 제1실린더렌즈가 구비되고, 상기 칼라분리기와 화상합성기 사이의 광경로상에 상기 스크롤링유닛을 통과한 광을 평행광으로 만들기 위한 제2실린더렌즈가 구비된다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 광원; 적어도 하나의 렌즈셀을 포함하고, 상기 광원으로부터 출사된 광을 상기 렌즈셀별로 분리하며, 이 분리된 광을 스크롤링시키는 회전가능하게 된 스크롤링유닛; 상기 스크롤링 유닛을 경유한 광을 적어도 두 개의 파장영역에 따라 분리하는 칼라분리기; 상기 광원에서 출사된 광을 제1편광방향을 갖는 광으로 만들어주는 편광변환기; 상기 제1편광방향을 갖는 광 중 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 제1편광방향과 다른 제2편광방향으로 변환하는 칼라선택소자; 상기 칼라선택소자를 통과한 광을 편광방향에 따라 투과 및 반사시키는 화상 합성기; 상기 화상합성기를 경유한 광이 입사되고, 입사된 광을 화상신호에 따라 처리하여 칼라화상을 형성하는 적어도 두 개의 라이트밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 광원; 적어도 하나의 렌즈셀을 포함하고, 상기 광원으로부터 출사된 광을 상기 렌즈셀별로 분리하며, 이 분리된 광을 스크롤링시키는 회전가능하게 된 스크롤링유닛; 서로 평행하게 배열된 제1 및 제2 다이크로익필터를 포함하고, 상기 스크롤링 유닛을 경유한 광을 파장에 따라 분리하는 칼라분리기; 상기 광원에서 출사된 광을 제1편광방향을 갖는 광으로 만들어주는 편광변환기; 상기 제1편광방향을 갖는 광 중 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 제1편광방향과 다른 제2편광방향으로 변환하는 칼라선택소자; 상기 칼라선택소자를 통과한 광을 편광방향에 따라 투과 및 반사시키는 화상 합성기; 상기 화상합성기를 경유한 광이 입사되고, 입사된 광을 화상신호에 따라 처리하여 칼라화상을 형성하는 제1 및 제2 라이트밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스크롤링유닛은 적어도 하나의 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성되고, 스크롤링유닛의 회전운동이 광이 지나가는 영역에 있는 렌즈어레이의 직선운동으로 전환되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 칼라화상 형성방법은,
(a)입사광을 복수개의 파장 영역의 광으로 분리하는 단계; (b)입사광을 제1편광방향을 갖는 광으로 변환하는 단계; (c)상기 제1편광방향을 갖는 광 중 적어도 일부 칼라광을 상기 제1편광방향과 다른 제2편광방향을 갖도록 변환하는 단계; (d)상기 제1편광방향을 갖는 칼라광과 제2편광방향을 갖는 칼라광을 복수개의 라이트밸브에서 각각 변조하는 단계; (e)상기 제1편광방향을 갖는 칼라광과 제2편광방향 을 갖는 칼라광을 스크롤링하여 칼라화상을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로젝션 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 프로젝션 시스템은, 도 3을 참조하면 광원(10)과, 이 광원(10)으로부터 조사된 광을 파장에 따라 복수개의 칼라광으로 분리시키는 칼라분리기(15), 이 분리된 칼라광을 스크롤링시키기 위한 스크롤링 유닛(20), 상기 칼라분리기(15)에 의해 분리된 칼라광 중 소정 파장을 갖는 광의 편광 방향을 변환하는 칼라선택소자(32)(color selector), 상기 스크롤링 유닛(20)에 의해 스크롤링되는 광을 화상 신호에 따라 처리하여 칼라 화상을 형성하는 적어도 두 개의 라이트밸브, 상기 적어도 두 개의 라이트 밸브에서 형성된 화상을 스크린(50)에 확대 투사시키는 투사렌즈유닛(45)을 포함한다.
또한, 입사광을 일편광방향을 갖는 광으로 만들어주는 편광변환기(Polarization Converting System)(30)가 구비된다. 이 편광변환기(30)는 광원(10)과 상기 칼라선택소자(32) 사이의 어디에 배치되어도 좋다. 바람직하게는, 상기 광원(10)과 칼라분리기(15) 사이에 배치되는 것이 좋다.
상기 광원(10)은 백색광을 조사하는 것으로, 광을 생성하는 램프(11)와, 이 램프(11)에서 출사된 광을 반사시켜 그 진행경로를 안내하는 반사경(13)을 포함한다. 상기 반사경(13)은 상기 램프(11)의 위치를 일 초점으로 하고, 광이 집속되는 지점을 다른 초점으로 하는 타원경으로 구성될 수 있다. 또는, 상기 램프(11)의 위 치를 일 초점으로 하고, 이 램프(11)에서 출사되고 상기 반사경(13)에서 반사된 광이 평행광이 되도록 된 포물경으로 구성될 수 있다. 도 3은 반사경(13)으로 타원경을 채용한 경우를 예로 나타낸 것이다. 한편, 반사경(13)으로 포물경을 채용하는 경우에는 광을 집속시키기 위한 렌즈가 더 구비되어야 한다.
한편, 상기 광원(10)과 칼라분리기(15) 사이의 광경로상에 입사광을 평행광으로 만들어주는 콜리메이팅 렌즈(14)가 구비된다. 이 콜리메이팅 렌즈(14)는, 상기 광원(10)과 이 광원(10)으로부터 출사된 광이 집속되는 초점(f) 사이의 거리를 p라 할 때, 상기 초점(f)으로부터 p/5만큼 떨어진 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 이렇게 배치함으로써 광학계의 구성을 소형화할 수 있다.
상기 광원(10)과 칼라분리기(15) 사이의 광경로상에는 입사광의 발산각을 조절하기 위한 슬릿을 갖는 적어도 하나의 필터가 배치될 수 있다. 여기서, 상기 필터는 예를 들어, 공간필터(5)일 수 있으며, 이 공간필터(5)는 상기 광원(10)의 초점(f)에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 칼라분리기(15)는 상기 광원(10)에서 조사된 백색광을 적어도 두 개의 칼라광으로 분리하기 위한 것으로, 예를 들어 입사광축에 대해 서로 다른 각도로 기울어지게 배치된 적어도 두 개의 다이크로익필터를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 도 3에서는 상기 칼라분리기(15)가 상기 제1 및 제2 다이크로익 필터(15a)(15b)를 포함하여 구성된 예를 도시하였다. 상기 제1다이크로익 필터(15a)는 입사광 중 제1파장영역의 광을 반사시키고, 나머지 광은 투과시키며, 상기 제2다이크로익 필터(15b)는 제2파장영역의 광을 반사시키고, 나머지 광은 투 과시킨다.
상기 스크롤링 유닛(20)은 입사광을 다수개의 빔으로 나누는 적어도 하나의 렌즈셀(20a)을 포함하고, 상기 스크롤링 유닛(20)의 회전운동이, 광이 지나가는 영역에 있는 렌즈어레이의 직선운동으로 전환되어, 입사광을 스크롤 시키도록 되어 있다. 도 4a를 참조하면, 상기 스크롤링 유닛(20)은 적어도 하나의 실린드리컬 렌즈셀(20a)이 나선형으로 배열된 적어도 하나의 스파이럴 렌즈 디스크를 포함할 수 있다. 상기 스크롤링 유닛(20)은 소정 회전축을 중심으로 회전가능하고, 스크롤링 유닛(20)이 화살표 J방향으로 회전함에 따라 입사광(L)이 스크롤링 유닛(20)을 통과하는 영역에 있는 렌즈 어레이가 화살표 Q 방향으로 직선 운동함으로써 입사광이 스크롤링된다.
이를 입사광(L)을 기준으로 설명하면, 렌즈어레이가 화살표 Q 방향으로 직선운동함에 따라, 상대적으로 입사광(L)이 상기 화살표 Q 방향과 반대방향으로 직선 운동하는 것과 같은 효과가 얻을 수 있다. 이 직선 운동은 상기 스크롤링 유닛(20)의 회전축에 대하여 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이루어진다. 다시 말하면, 도 4b에 도시된 바와 같이 스크롤링 유닛(20)이 화살표 J방향으로 회전할 때, 스크롤링 유닛(20)에 입사되는 광이 스크롤링 유닛(20)의 회전축에 대하여 멀어지거나 가까워지는 방향으로 직선 운동하는 것과 같은 효과를 낸다.
한편, 상기 스크롤링 유닛(20)은 도 4b에 도시된 바와 같이 소정 간격 이격되게 배치된 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크(26)(27), 상기 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크(26)(27) 사이에 배치된 도광판 또는 글래스 로드(28)를 포함하여 구성 될 수 있다. 상기 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크(26)(27)는 적어도 일면에 실린드리컬 렌즈셀(26a)(27a)이 나선형으로 배열되어 형성된다. 그리고, 스파이럴 렌즈 디스크(26)(27)의 단면 형상은 실린드리컬 렌즈 어레이의 구조를 갖는다.
상기 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크(26)(27)는 실린드리컬 렌즈셀(26a)(27a)이 나선형으로 배열되어 형성되고, 회전가능하게 되어 있다. 상기 제1 스파이럴 렌즈 디스크(26)를 통과한 광은 상기 도광판 또는 글래스로드(28)에 입사된다. 상기 도광판 또는 글래스로드(28)를 통과한 광은 상기 제2 스파이럴 렌즈 디스크(27)에 입사되는데, 상기 도광판 또는 글래스로드(28)와 제2 스파이럴 렌즈 디스크(27)는 상기 제1 스파이럴 렌즈 디스크(26)에 의한 발산 현상을 방지한다.
상기 칼라분리기(15)와 스크롤링 유닛(20) 사이에 제1실린더렌즈(16)가 배치되고, 상기 스크롤링 유닛(20)과 칼라선택소자(32) 사이의 광경로상에 제2실린더렌즈(17), 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(25)(27) 및 편광변환기(30)가 구비된다. 상기 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(25)(27)는 렌즈셀(25a)(27a)이 2차원적으로 배열되어 형성된 것이다. 상기 제2실린더렌즈(17)는 상기 스크롤링 유닛(20) 다음에 배치되거나, 상기 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레(25)(27) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 편광변환기(30)는 상기 광원(10)과 칼라분리기(15) 사이에 배치되는 것이 바람직하나, 상기 제2 플라이아이렌즈어레이(27) 다음에 배치될 수도 있다.
또한, 상기 제2플라이아이렌즈어레이(27)를 통과한 광을 칼라에 따라 라이트 밸브의 서로 다른 영역으로 보내는 릴레이렌즈(34)와, 상기 칼라선택소자(32)를 통과한 광을 편광 방향에 따라 반사 및 투과시켜 상기 적어도 두 개의 라이트밸브로 보내고, 상기 적어도 두 개의 라이트밸브에서 형성된 화상을 합성하는 화상합성기(35)가 구비된다. 상기 적어도 두 개의 라이트밸브는 예를 들어, 제1 및 제2 라이트밸브(38)(40)를 포함한다. 상기 화상합성기(35)는 예를 들어, 입사광을 편광방향에 따라 투과 및 반사시키는 편광빔스프리터 또는 와이어그리드(wire grid) 편광빔스프리터일 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 라이트밸브(38)(40)로는 LCD 또는 LCOS가 사용될 수 있다.
다음, 본 발명의 제1실시예에 따른 프로젝션 시스템의 작용효과에 대해 설명한다.
상기 광원(10)에서 출사된 광은 상기 편광변환기(30)에 의해 제1편광방향을 갖는 광으로 변환되고, 상기 콜리메이팅렌즈(14)를 통해 평행광으로 되어 칼라분리기(15)에 입사된다. 여기서, 상기 칼라분리기(15)가 서로 다른 각도로 기울어지게 배치된 제1 및 제2 다이크로익필터(15a)(15b)를 포함한 경우를 예로 들어 설명한다. 상기 제1편광방향을 갖는 광은 상기 제1 및 제2 다이크로익필터(15a)(15b)에 의해 제1파장영역의 광(E)과 제2파장영역의 광(F)으로 분리된다. 제1파장영역의 광(E)은 제1칼라광(I), 예를 들어 블루광(B)과, 제2칼라광(Ⅱ) 예를 들어 그린광(G)을 포함하고, 제2파장영역의 광(F)은 제3칼라광(Ⅲ), 예를 들어 엘로우광(Y)과, 제4칼라광(Ⅳ), 예를 들어 레드광(R)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1다이크로익필터(15a)는 도 5a에 도시된 바와 같이 엘로 우광(Y)과 레드광(R) 파장대의 제1파장영역의 광(E)을 반사시키고, 블루광(B)과 그린광(G) 파장대의 제2파장영역의 광(F)을 투과시킨다. 그리고, 제2다이크로익필터(15b)는 제1파장영역의 광(E)을 투과시키고, 제2파장영역의 광(F)을 반사시킨다. 여기서, 상기 제2다이크로익필터는 전반사미러로 대체가능하다.
상기 제1 및 제2 다이크로익필터(15a)(15b)에 의해 입사광은 제1 및 제2 파장영역의 광으로 분리되고, 상기 제1파장영역의 광과 제2파장영역의 광은 상기 제1실린더렌즈(16)에 의해 그 폭이 감소되어 상기 스크롤링유닛(20)으로 입사되고, 상기 제2실린더렌즈(17)에 의해 평행광으로 된다. 상기 스크롤링유닛(20)을 경유한 광은 상기 제1플라이아이렌즈어레이(25)의 렌즈셀(25a)마다 칼라라인으로 형성된다. 그리고, 상기 제2플라이아이렌즈어레이(27)와 릴레이렌즈(34)는 칼라별로 라이트밸브의 서로 다른 영역에 맺히도록 하여 칼라바를 형성한다.
여기서, 상기 스크롤링 유닛(20)에 의해 각 렌즈셀(20a) 마다 형성된 칼라라인이 상기 제1플라이아이렌즈어레이(34)의 각 렌즈셀(34a)에 맺힌다. 따라서, 상기 스크롤링 유닛(20)을 통과하는 광이 차지하는 렌즈셀과 상기 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(25)(27)의 로우(row) 어레이가 1:1 대응되는 것이 바람직하다. 즉, 스크롤링 유닛(20)을 통과하는 광이 차지하는 렌즈셀의 개수가 4개일 때 상기 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(34)(35)의 로우 어레이의 개수가 4개인 것이 좋다.
다음, 상기 칼라선택소자(32)는 상기 제1파장영역의 광(E)과 제2파장영역의 광(F) 중 소정 파장의 광의 편광방향을 선택적으로 변환시킨다. 바람직하게는, 상 기 칼라선택소자(32)는 제1파장영역의 광과 제2파장영역의 광 중 적어도 한 파장영역의 광의 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 변환시킨다.
다시 말하면, 제1파장영역의 광(E) 중 일부 칼라광과 제2파장영역의 광 중 일부 칼라광의 편광방향을 변환시키거나, 제1파장영역의 광(E) 또는 제2파장영역의 광(F)의 일부 칼라광의 편광방향을 변환시킨다. 이와 같이 입사광을 칼라별로 선택적으로 편광방향을 변화시킴으로써 편광방향에 따라 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광으로 분리시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 칼라선택소자(32)는 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1파장영역의 광 중 제2칼라광(Ⅱ) 예를 들어 그린광(G)과, 제2파장영역의 광 중 제3칼라광(Ⅲ) 예를 들어 엘로우광(Y)의 편광방향을 제2편광 예를 들어, P편광으로 변환시킨다.
최종적으로, 도 5c에 도시된 바와 같이 편광변환기(30)와 상기 칼라분리기(15)를 통과한 S편광의 제1파장영역의 광(E)과 제2파장영역의 광(F)은 상기 칼라선택소자(32)에 의해 S편광의 제1칼라광(IS) 예를 들어 블루광(BS), P편광의 제2칼라광(ⅡP) 예를 들어 그린광(GP), P편광의 제3칼라광(ⅢP) 예를 들어 엘로우광(YP) 및 S편광의 제4칼라광(ⅣS) 예를 들어 레드광(RS)으로 분리된다. 여기서, 제1그룹의 칼라광은 S편광의 제1칼라광과 제4칼라광을 포함하고, 제2그룹의 칼라광은 P편광의 제2칼라광과 제3칼라광을 포함한다.
상기 제1 내지 제4 칼라광(IS)(ⅡP)(ⅢP)(ⅣS)은 상기 릴레이렌즈(34)를 경유하여 상기 화상합성기(35)로 입사되고, 상기 화상합성기(35)에 의해 예를 들어, S 편광인 제1그룹의 칼라광은 투과되어 제1라이트밸브(38)에 입사되고, P편광인 제2그룹의 칼라광은 반사되어 제2라이트밸브(40)에 입사된다. 즉, 상기 제1칼라광(IS)과 제4칼라광(ⅣS)은 투과되어 제1라이트밸브(38)에 맺히고, 제2칼라광(ⅡP)과 제3칼라광(ⅢP)은 반사되어 제2라이트밸브(40)에 맺힌다.
상기 제1칼라광과 제4칼라광이 제1라이트밸브(38)에 맺힐 때, 상기 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(25)(27)와 릴레이렌즈(34)에 의해 칼라에 따라 서로 다른 영역에 맺혀 제1 및 제4 칼라바가 형성된다. 또한, 제2칼라광과 제3칼라광이 제2라이트밸브(40)에 맺힐 때, 칼라에 따라 서로 다른 영역에 맺혀 제2 및 제3 칼라바가 형성된다. 여기서, 제1 내지 제4 칼라바의 참조부호를 제1 내지 제4 칼라광의 참조부호와 동일한 부호로 사용하기로 한다. 도 6은 파장에 따른 광강도 변화와, 제1 및 제2 다이크로익필터(15a)(15b)에 의한 칼라분리 영역과, 칼라선택소자(32)에 의한 편광 분리 영역을 각각 나타낸 것이다.
제1 및 제4 칼라바(I)(Ⅳ)와 제2 및 제3 칼라바(Ⅱ)(Ⅲ3)는 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 상기 스크롤링유닛(20)이 회전함에 따라 각각 주기적으로 스크롤링되고, 상기 제1 및 제4 칼라바(I)(Ⅳ)와 제2 및 제3 칼라바(Ⅱ)(Ⅲ)가 1회 스크롤링되었을 때 한 프레임의 칼라화상이 형성된다. 스크롤링 작용의 주기는 스크롤링 유닛(20)의 렌즈셀(20a)의 폭과 스크롤링 유닛(20)의 회전주파수에 의해 결정된다.
상기 제1 및 제2 라이트밸브(38)(40)에서 각각 반사된 광이 화상합성기(35)와 상기 투사렌즈유닛(45)을 통해 스크린(50)에 확대투사된다. 이때, 상기 제1라이 트밸브(38)는 제1칼라바와 제4칼라바에 의한 화상 생성을 위한 신호 프로세싱에 따라 제1 화상을 형성하며, 제2 라이트밸브(40)는 제2칼라바와 제3칼라바에 의한 화상 생성을 위한 신호 프로세싱에 따라 제2화상을 형성한다. 상기 제1 및 제2 화상은 상기 화상합성기(35)에 의해 합성된다.
그리고, 상기 스크롤링 유닛(20)의 회전에 따라 상기 제1칼라바와 제4칼라바가 스크롤링됨과 동시에, 상기 제2칼라바와 제3칼라바가 스크롤링됨으로써 칼라화상이 형성된다.
한편, 상기 화상합성기(35)와 투사렌즈유닛(45) 사이의 광경로상에 칼라화상의 화질을 향상시키기 위해 검광자(analyzer)(43)를 더 구비할 수 있다. 상기 검광자(43)는 상기 화상합성기(35)에 의해 합성된 광을 칼라에 따라 편광방향을 변환하여 검광하도록 구성될 수 있다.
다음, 본 발명의 제1실시예의 변형예로서, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 칼라분리기(15)가 제1, 제2 및 제3 다이크로익필터(15a)(15b)(15c)를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같이 칼라분리기가 구성된 경우에 칼라화상이 형성되는 작동 관계에 대해 설명한다.
상기 광원(10)에서 출사된 광은 상기 편광변환기(30)에 의해 제1편광방향을 갖는 광, 예를 들어 S편광의 광으로 된다. 제1편광의 광은 상기 제1다이크로익필터(15a)에 의해 제1파장영역의 광(E)은 반사되고, 나머지 파장 영역의 광은 투과되며, 상기 제2다이크로익필터(15b)에 의해 제2파장영역의 광(F)은 반사되고, 나머지 파장 영역의 광은 투과되며, 제3다이크로익필터(15c)에 의해 제3 파장영역의 광(H)은 반사되고, 나머지 파장 영역의 광은 투과될 수 있다. 여기서, 상기 제3다이크로익필터(15c)는 전반사미러로 대체 가능하다.
다시 말하면, 도 9a에 도시된 바와 같이 상기 광원(10)에서 출사된 광은 상기 제1 내지 제3 다이크로익필터(15a)(15b)(15c)에 의해 제1 내지 제3 파장영역의 광(E)(F)(H)으로 분리된다. 상기 제1파장영역의 광(E)은 제1칼라광(I)과 제2칼라광(Ⅱ)을 포함하고, 제2파장영역의 광(F)은 제3칼라광(Ⅲ)과 제4칼라광(Ⅳ)을 포함하고, 제3파장영역의 광(H)은 제5칼라광(Ⅴ)과 제6칼라광(Ⅵ)을 포함한다.
예를 들어, 상기 제1파장영역의 광(E)은 블루광(B)과 시얀광(C)을 포함하고, 제2파장영역의 광(F)은 그린광(G)과 엘로우광(Y)을 포함하고, 제3파장영역의 광(H)은 마젠타광(M)과 레드광(R)을 포함한다.
다음, 상기 칼라선택소자(32)에 의해 제1 내지 제3 파장영역의 광(E)(F)(H) 중 적어도 일부 칼라광의 편광방향이 변환된다. 바람직하게는, 상기 칼라선택소자(32)는 상기 제1 내지 제3 파장영역의 광(E)(F)(H) 중 적어도 한 파장영역의 광의 적어도 일부 칼라광의 편광 방향을 제2편광방향 예를 들어, P편광으로 변환한다.
구체적으로, 상기 칼라선택소자(32)는 도 9b에 도시된 바와 같이 상기 제1파장영역의 광(E) 중 제1칼라광 또는 제2칼라광의 편광방향을 변환하는데, 예를 들어, 시얀광(C)을 P편광의 광으로 변환한다. 그리고, 제2파장영역의 광(F) 중 제3칼라광 또는 제4칼라광의 편광방향을 변환하는데, 예를 들어 그린광(G)을 P편광의 광으로 변환한다. 그리고, 제3파장영역의 광(H) 중 제5칼라광 또는 제6칼라광의 편광 방향을 변환하는데, 예를 들어 레드광(R)을 P편광의 광으로 변환한다.
최종적으로, 상기 제1파장영역의 광(E) 중 제1칼라광은 S편광의 광(IS), 제2칼라광은 P편광의 광(ⅡP), 제2파장영역의 광(F) 중 제3칼라광은 P편광의 광(ⅢP), 제4칼라광은 S편광의 광(ⅣS), 제3파장영역의 광(H) 중 제5칼라광은 S편광의 광(ⅤS), 제6칼라광은 P편광의 광(Ⅵ)으로 된다. 구체적으로, 도 9c를 참조하면 S편광의 블루광(BS), P편광의 시얀광(CP), P편광의 그린광(MP), S편광의 엘로우광(Y S), S편광의 마젠타광(MS) 및 P편광의 레드광(RP)이 생성된다. 여기서, 제1그룹의 칼라광은 S편광의 블루광, 엘로우광, 마젠타광을 포함하고, 제2그룹의 칼라광은 P편광의 시얀광, 그린광, 레드광을 포함한다.
상기 제1 내지 제6 칼라광은 편광방향에 따라 상기 화상합성기(35)에 의해 반사 및 투과되어 제1그룹의 칼라광은 제1라이트밸브(38)에, 제2그룹의 칼라광은 제2 라이트밸브(40)에 각각 입사된다. 예를 들어, 도 10a에 도시된 바와 같이 S편광방향을 갖는 제1칼라광, 제4칼라광 및 제5칼라광이 상기 화상합성기(35)를 투과하여 제1라이트밸브(38)에 맺히고, P편광방향을 갖는 제2칼라광, 제3칼라광 및 제6칼라광이 상기 화상합성기(35)에서 반사되어 제2라이트밸브(40)에 맺힌다. 여기서, 상기 제1 내지 제6 칼라광들이 제1 및 제2 라이트밸브(38)(40)에 맺힐 때, 상기 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(25)(27) 및 릴레이렌즈(34)에 의해 칼라별로 각각 라이트밸브의 서로 다른 영역에 맺힘으로써 제1 내지 제6 칼라바가 형성된다. 여기서, 편의상 제1 내지 제6 칼라바의 참조번호를 제1 내지 제6 칼라광의 참조번호와 동일하게 사용하기로 한다.
다음, 상기 스크롤링유닛(20)이 회전함에 따라 도 10a, 도 10b 및 도 10c에 도시된 바와 같이 상기 제1, 제4 및 제5 칼라바(IS)(ⅣS)(ⅤS)가 (IS,ⅣS,ⅤS)->(ⅤS)(IS)(ⅣS)->(Ⅳ S,ⅤS,IS)로 스크롤링되고, 동시에 제2, 제3 및 제6 칼라바(ⅡP)(ⅢP)(ⅥP)가 (ⅡP,ⅢP,ⅥP )->(ⅥP,ⅡP,ⅢP)->(ⅢP,ⅥP,Ⅱ P)로 스크롤링된다. 이러한 스크롤링 작용이 주기적으로 이루어지고, 상기 제1 내지 제6 칼라바의 한 주기의 스크롤링에 의해 한 프레임의 칼라화상이 형성된다.
상기 스클롤링유닛(20)에 의해 칼라바들이 스크롤링되는 과정을 도 11a 내지 도 11c를 참조하여 설명한다. 여기서는, 간단하게 스크롤링유닛(20), 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(25)(27) 및 릴레이렌즈(34)만을 도시하였다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 상기 칼라분리기(15)에서 제1 내지 제3 파장영역의 광(E)(F)(H)으로 분리된 광이 상기 스크롤링 유닛(20), 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(25)(27), 릴레이렌즈(34)를 경유하여 예를 들어, (E,F,H) 순으로 상면에 맺힌다. 이어서, 상기 스크롤링 유닛(20)이 회전함에 따라, 입사광이 상기 스크롤링 유닛(20)을 통과하는 영역에 있는 렌즈어레이가 점진적으로 위로 또는 아래로 이동된다. 따라서, 스크롤링유닛(20)을 통과하는 칼라광 각각의 초점 위치가 스크롤링유닛(20)의 회전에 따라 변하여 도 11b에 도시된 바와 같이 (F,H,E) 순으로 칼라바가 형성된다. 계속적으로 상기 스크롤링유닛(20)이 회전함에 따라 11c에 도 시된 바와 같이 (H,E,F) 순으로 칼라바가 형성된다. 이와 같은 스크롤링이 주기적으로 반복되어 진행된다. 상기 제1 내지 제3 파장영역의 광(E,F,H)은 화상합성기(35)에 의해 편광방향에 따라 서로 다른 경로로 나누어져 진행되어 제1 및 제2 라이트밸브(38)(40)로 입사된다.
도 10a 내지 도 10c에서는 상기 칼라선택소자(32)가 제1 내지 제3 파장영역의 광(E)(F)(H) 각각에 대하여 적어도 일부광의 편광방향을 변환하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이밖에 상기 칼라선택소자(32)에 의해 편광방향을 바꾸고자 하는 파장 영역을 자유롭게 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1파장영역의 광(E) 중에서 제1칼라광의 편광방향을 변환하고, 제2파장영역의 광(F) 중 제3칼라광의 편광방향을 변환하는 한편, 제3파장영역의 광(H)은 편광방향을 그대로 유지할 수 있다.
상기 칼라선택소자(32)에 의해 선택되어 편광방향이 제1편광방향에서 제2편광방향으로 바뀐 광들은 상기 제1라이트밸브(38)(또는 제2라이트밸브(40))에 입사되고, 편광방향이 바뀌지 않은 광들은 제2라이트밸브(40)(또는 제1라이트밸브(38))에 입사된다.
상기 칼라분리기(15), 편광변환기(30) 및 칼라선택소자(32)를 이용하여 상기 광원(10)에서 출사된 광을 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광으로 분리시키는 다른 예가 도 12a 내지 도 12c에 도시되어 있다.
우선, 광원(10)에서 출사된 광들은 상기 편광변환기(30)에 의해 일편광방향을 갖는 광, 예를 들어 S편광의 광으로 된다. 그리고, 도 12a를 참조하면, 상기 제1 내지 제3 다이크로익필터(15a)(15b)(15c)에 의해 광원(10)에서 출사된 광이 제1파장영역의 광(E), 예를 들어 블루광(B), 제2파장영역의 광(F), 예를 들어 그린광(G) 및 제3파장영역의 광(H), 예를 들어 레드광(R)으로 분리될 수 있다. 다음, 도 12b를 참조하면 이어서 상기 칼라선택소자(32)에 의해 제1 내지 제3 파장영역의 광 중 제1 및 제2 파장영역의 광(E)(F), 예를 들어 블루광(B)과 그린광(G)이 P편광의 광으로 변환되고, 제3파장영역의 광(H)은 S편광으로 유지된다.
도 12c를 참조하면, 광원(10)에서 출사된 백색광은 최종적으로 P편광의 블루광(BP), P편광의 그린광(GP) 및 S편광의 레드광(RS)으로 분리된다. 그리고, 도 13a에 도시된 바와 같이 상기 화상합성기(35)에 의해 S편광인 레드광(RS)은 투과되어 제1라이트밸브(38)에 입사되고, P편광인 블루광(BP)과 그린광(GP)은 제2라이트밸브(40)에 입사된다. 이어서, 상기 스크롤링유닛(20)이 회전함에 따라 도 13b에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 라이트밸브(38)(40)에 형성된 칼라바가 스크롤링 되면서 칼라화상이 형성된다.
상술한 바와 같이 상기 광원(10)에서 출사된 백색광을 일편광의 광으로 만들고, 상기 칼라분리기(15)에 의해 1차로 다수개의 칼라광으로 분리시키고, 상기 칼라선택소자(32)에 의해 2차로 분리시킴으로써 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광으로 분리시킬 수 있다. 그리고, 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광을 각각 제1 및 제2 라이트밸브(38)(40)로 보낼 수 있다.
상기 칼라분리기(15), 편광변환기(30) 및 칼라선택소자(32)를 이용하여 백색 광을 원하는 개수의 칼라광으로 분리하고, 이 칼라광들을 스크롤링시킴으로써 칼라 게멋을 넓힐 수 있고, 이에 따라 표현할 수 있는 칼라 범위가 넓어진다.
한편, 도 8을 참조하면 상기 화상합성기(35)와 제1라이트밸브(38) 사이 및 화상합성기(35)와 제2 라이트밸브(40) 사이에 각각 1/4파장판(39)이 더 구비될 수 있다. 이 경우, S편광의 제1그룹 칼라광은 화상합성기(35)를 투과한 다음, 상기 1/4파장판(39)에 의해 대략 일 원편광으로 바뀌어 제1라이트밸브(38)에 집속된다. 제1라이트밸브(38)에서 화상 신호에 따라 편광 변조되어 반사된 광 중 상기 1/4파장판(39)을 경유하면서 P편광으로 바뀐 광만이 상기 화상합성기(35)에서 반사되어 투사렌즈유닛(45)쪽으로 진행한다.
또한, P편광의 제2그룹 칼라광은 화상합성기(35)에서 반사된 다음, 1/4파장판(39)에서 대략 일 원편광으로 바뀌어 제2라이트밸브(40)에 집속된다. 제2라이트 밸브(40)에서 화상 신호에 의해 편광 변조되고, 반사된 광 중 상기 1/4파장판(39)을 경유하면서 S편광으로 바뀐 광만이 화상합성기(35)를 투과하여 투사렌즈유닛(45)쪽으로 진행한다.
상기 1/4파장판(39)은 라이트밸브(38)(40)의 종류에 따라 선택적으로 구비될 수 있다.
다음, 본 발명의 제1실시예에 따른 프로젝션 시스템의 변형예가 도 14에 도시되어 있다.
도 14를 참조하면, 스크롤링유닛(20')이 기둥형의 외주면(21)에 적어도 하나의 렌즈셀(22)이 나선형으로 배열되어 형성된다. 상기 렌즈셀(22)은 실린드리컬 렌 즈셀인 것이 바람직하다.
상기 기둥형의 외주면(21)은 원통형 또는 다각 기둥형을 가질 수 있으며, 도 14에서는 원통형의 외주면이 예시되어 있다.
도 15a는 상기 스크롤링유닛(20')의 정면도이고, 도 15b는 상기 스크롤링 유닛(20')을 광(L)이 지나가는 영역을 중심으로 절단한 단면도로서, 광이 지나가는 영역의 단면이 실린더렌즈어레이 구조를 가진다.
상기 스크롤링유닛(20')은 회전가능하게 되어 있고, 이 스크롤링 유닛(20')의 회전 운동은 도 15a에 도시된 바와 같이 광이 지나가는 영역(A)을 기준으로 볼 때 렌즈 어레이의 직선 운동(도면에서 화살표 D방향)으로 전환된다. 도 15a 및 도 15b는 회전하는 스크롤링유닛(20)을 통해 광이 지나갈 때, 광이 지나가는 영역(A)에 있는 렌즈어레이의 상대적인 직선운동 과정을 도시한 것이다.
상기 스크롤링유닛(20')은 적어도 하나의 렌즈셀(22)이 나선형으로 배열되어 형성되어 있지만, 상대적으로 좁은 폭을 갖는 상기 소정 영역(A)을 보면 실린더렌즈 어레이 구조를 갖는다. 스크롤링유닛(20')이 회전됨에 따라 광이 지나가는 렌즈 어레이의 위치가 연속적이고, 주기적으로 변한다. 실린더렌즈 어레이의 직선 운동은 렌즈셀(22)의 단면폭(α)을 주기로 반복적으로 이루어진다. 상기 적어도 하나의 렌즈셀(22)은 상기 기둥형의 외주면(21)에 동일한 기울기를 유지하면서 배열되는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 상기 스크롤링유닛(20')의 회전 운동에 따라 렌즈어레이의 직선운동이 주기적으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 렌즈셀(22)의 폭(α)과 기울기를 조절함으로써 상기 렌즈어레이의 직선운동의 주기를 조절할 수 있 다.
상기 스크롤링유닛(20')은 광이 입사되는 제1면(22a)과, 광이 통과되어 나가는 제2면(22b)을 갖는다. 따라서, 원통형의 스크롤링유닛(20)은 광이 두 매의 렌즈면을 통과하는 것과 같은 효과를 낼 수 있다. 상기 제1면(22a)을 통과하는 광은 상기 렌즈셀(22) 단위로 다수개의 빔으로 나누어지고, 상기 제2면(22b)에 다중의 광스폿을 형성한다. 이 빔들은 상기 스크롤링유닛(20')의 회전운동이 렌즈 어레이의 직선 운동으로 전환됨으로써 스크롤링된다. 상기 스크롤링유닛(20')은 도 3 및 도 8에 도시된 프로젝션 시스템에 스크롤링유닛(20) 대신에 채용될 수 있다.
한편, 도 16을 참조하면 본 발명의 제1실시예에 따른 프로젝션 시스템의 또 다른 변형예는, 광원(10)과, 이 광원(10)으로부터 조사된 광을 파장에 따라 분리하는 칼라분리기(15), 입사광을 다수개의 빔으로 분리하고 이 빔들을 스크롤링시키며, 그 내부에 도광판 또는 글래스로드(26)가 배치된 스크롤링유닛(20'), 상기 스크롤링유닛(20')에 의해 스크롤링되는 광을 입력된 화상 신호에 따라 처리하여 칼라 화상을 형성하는 적어도 2개의 라이트밸브, 이 라이트밸브에서 형성된 화상을 스크린(50)에 확대 투사시키는 투사렌즈유닛(45)을 포함한다.
또한, 상기 스크롤링유닛(20')에 입사되는 광의 폭을 감소시키기 위한 제1실린더렌즈(16) 및 입사광을 평행광으로 만드는 제2실린더렌즈(17)가 상기 스크롤링유닛(20')의 앞과 뒤에 각각 구비된다. 그리고, 광원(10)에서 출사된 광을 제1편광방향을 갖는 광, 예를 들어 S편광의 광으로 변환시키는 편광변환기(30)와, 상기 S 편광의 광 중 소정 파장영역의 광만을 선택적으로 편광방향을 변환하는 칼라선택소 자(32)가 구비된다. 여기서, 도 3 및 도 8에서와 동일한 참조번호를 사용하는 부재는 실질적으로 동일한 기능 및 작용을 하는 것으로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 원통형의 스크롤링유닛(20')의 내부에 글래스로드 또는 도광판(26)이 구비되는 경우, 상기 스크롤링유닛(20')과 릴레이렌즈(34) 사이의 광경로상에는 제1 및 제2 실린더렌즈어레이(46)(47)가 구비된다. 상기 제1 및 제2 실린더렌즈어레이(46)(47)는 실린더렌즈셀(46a)(47a)이 편행하게 배열되어 형성된다. 도 16에서는 상기 제1실린더렌즈어레이(46)가 제2실린더렌즈(17) 앞에 배치되어 있지만, 그 위치가 서로 바뀌어 배치될 수도 있다.
상기 도광판(26)은 상기 제1면(22a)을 통과한 광을 소정의 한 방향에 대해 균일한 광으로 만들어주는 기능을 한다. 상기 도광판(26)에 의한 도광 기능은 상기 스크롤링 유닛(20')의 렌즈어레이의 직선 운동 방향(y 방향)과 광의 진행 방향(x 방향)에 대해 직각인 방향(z 방향)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 및 제2 실린더렌즈어레이(46)(47)는 렌즈셀(46a)(47a)의 배열방향(y방향)이 상기 도광판(26)의 도광 방향(z방향)과 광의 진행방향(x 방향)에 대해 직각인 것이 바람직하다.
상기 광원(10)에서 출사된 광은 편광변환기(30)에 의해 제1편광방향을 갖는 광으로 되고, 상기 칼라분리기(15)는 제1, 제2 및 제3 다이크로익필터(15a)(15b)(15c)를 포함하여 상기 제1편광의 광을 제1, 제2 및 제3 파장영역의 광(E,F,H)으로 분리한다. 다음, 상기 칼라선택소자(32)에 의해 제1편광 의 광 중 적어도 일부 칼라광이 제2편광의 광으로 변하여 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광으로 분리된다. 예를 들어, S편광의 제1그룹의 칼라광은 화상합성기(35)에 의해 투과되어 제1라이트밸브(38)에 입사되고, P편광의 제2그룹의 칼라광은 화상합성기(38)에서 반사되어 제2라이트밸브(40)에 입사된다.
상기 스크롤링유닛(20')이 회전함에 따라 상기 제1 및 제2 그룹 칼라광 동시에 스크롤링된다. 그리고, 상기 제1라이트밸브(38)에서 처리된 제1화상과 제2라이트밸브(40)에서 처리된 제2화상이 상기 화상합성기(35)를 통해 합성되어 칼라화상이 형성되고, 이 칼라화상이 투사렌즈유닛(45)을 통해 스크린(50)에 확대투사된다.
여기서, 도 9a 내지 도 9c 및 도 12a 내지 도 12c를 참조하여 설명한 칼라분리과정 및 편광분리과정이 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 상기 칼라분리기(15)가 제1 및 제2 다이크로익필터(15a)(15b)를 포함하여 구성되는 경우에는, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명한 칼라분리과정 및 편광분리과정이 동일하게 적용될 수 있다.
다음, 본 발명의 제2실시예에 따른 프로젝션 시스템에 대해 설명한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 프로젝션 시스템은, 도 17을 참조하면 광원(10)과, 광원(10)으로부터 출사된 광을 파장에 따라 분리하는 로드형의 칼라분리기(53)와, 스크롤링유닛(20)과, 상기 광원(10)으로부터 출사된 광을 일편광방향을 갖는 광으로 변환하는 편광변환기(56)와, 상기 일편광??향을 갖는 광의 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 변환하는 칼라선택소자(32)와, 입사광을 입력된 화상신호에 따라 처리하여 칼라화상을 형성하는 복수개의 라이트밸브와, 칼라화상을 확대투사하 여 스크린(50)으로 보내는 투사렌즈유닛(45)을 포함한다.
그리고, 상기 칼라분리기(55)와 칼라선택소자(32)에 의해 분리된 광을 상기 복수개의 라이트밸브에 나누어 보내고, 상기 복수개의 라이트밸브에 의해 형성된 화상을 합성해서 상기 투사렌즈유닛(45)으로 향하도록 하는 화상합성기(35)가 구비된다.
상기 광원(10)은 백색광을 조사하는 것으로, 광을 생성하는 램프(11)와, 이 램프(11)에서 출사된 광을 반사시켜 그 진행경로를 안내하는 반사경(13)을 포함한다. 상기 반사경(13)은 상기 램프(11)의 위치를 일 초점으로 하고, 광이 집속되는 지점을 다른 초점으로 하는 타원경으로 구성될 수 있다. 또는, 상기 램프(11)의 위치를 일 초점으로 하고, 이 램프(11)에서 출사되고 상기 반사경(13)에서 반사된 광이 평행광이 되도록 된 포물경으로 구성될 수 있다.
상기 광원(10)과 칼라분리기(53) 사이의 광경로상에는 입사광의 발산각을 조절하기 위한 슬릿을 갖는 적어도 하나의 필터(5)와 입사광을 평행광으로 만드는 콜리메이팅렌즈(14)가 구비된다.
상기 편광변환기(56)는 광원(10)과 상기 칼라분리기(55) 사이에 배치될 수 있다. 상기 편광변환기(56)는 도 18a를 참조하면, 제1 및 제2편광 빔스프리터(57)(58) 및 1/2 파장판(59)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1편광 빔스프리터(57)는 상기 제1프리즘(52)의 광 입사면에 마련되는 것으로, 입사된 무편광의 백색광 중 일편광방향을 갖는 광은 투과시켜 상기 제1프리즘(52) 쪽으로 향하도록 하고, 다른 편광방향을 갖는 광은 반사시켜 상기 제2편 광 빔스프리터(58) 쪽으로 향하도록 한다.
예를 들어, P편광과 S편광이 혼합된 백생광 중, 상기 제1편광빔스프리터(57)가 S편광을 투과시키고, P편광을 반사시키며, 상기 제2편광 빔스프리터(58)는 상기 제1편광 빔스프리터(57)에서 반사된 P편광을 반사시킨다. 여기서, 상기 제2편광 빔스프리터(58)는 입사된 P편광을 편광의 변화 없이 경로만을 바꾸어 주는 것으로, 제1편광 빔프리터(57)를 투과한 S편광과 평행하게 진행하도록 한다. 상기 제2편광 빔스프리터(58)는 입사광을 전반사시키는 전반사미러로 대체되는 것도 가능하다.
상기 1/2 파장판(59)은 입사된 소정 편광의 광의 위상을 180도 바꾸어 준다. 따라서, 입사된 소정 직선 편광의 광을 다른 직선 편광의 광으로 바꾸어준다. 상기 1/2 파장판(59)이 상기 제2편광 빔스프리터(58)와 상기 제1프리즘(52) 사이에 배치되어 상기 제1편광빔스프리터(57)를 통과한 광과 제2편광빔스프리터(58)에서 반사된 광의 편광방향이 같아지도록 편광 변환한다. 즉, 제2편광빔스프리터(58)에서 반사된 P편광을 상기 제1편광빔스프리터(57)를 통과한 광의 편광방향과 같은 S편광으로 바꾸어 준다. 한편, 1/2 파장판(59)은 상기 제1편광 빔스프리터(57)와 상기 제1프리즘(52) 사이에 배치되는 것도 가능하다.
상기 편광변환기(56)에 의해 광원(10)에서 출사된 백색광이 일편광방향을 갖는 광으로 변환되어 칼라분리기(55)에 입사된다.
상기 칼라분리기(51)는 입사광축에 대해 소정 각도로 기울어진 다이크로익필터를 가진 복수개의 프리즘을 포함하여 구성된다. 예를 들어, 칼라분리기(51)가 제1다이크로익필터(55a)를 가진 제1프리즘(52)과 제2다이크로익필터(55b)를 가진 제2프리즘(53)을 포함하여 로드형으로 구성될 수 있다.
상기 칼라분리기(55)는 각각 특정 파장영역의 광은 반사시키고 다른 파장영역의 광은 투과시켜 입사광을 제1 및 제2 파장영역의 광으로 분리시킨다.
상기 제1프리즘(52)은 입사광의 광축에 대해 경사지게 배치된 제1다이크로익필터(55a)를 가진다. 이 제1다이크로익필터(55a)는 입사광 중 제1파장영역의 광은 반사시키고, 제2파장영역의 광은 투과시킨다. 여기서, 제1파장영역의 광과 제2파장영역의 광으로는 도 5a를 참조하여 설명한 예가 동일하게 적용될 수 있다. 예컨대, 상기 제1다이크로익필터(55a)에 의해 블루광(B)과 그린광(G)을 포함한 제1파장영역의 광(E)이 반사되고, 엘로우광(Y)과 레드광(R)을 포함한 제2파장영역의 광(F)은 투과되어 제2다이크로익필터(55b)에 입사된다. 상기 제2파장영역의 광(F)은 상기 제2다이크로익필터(55b)에 의해 반사된다.
또한, 제1프리즘(52)은 그 외형을 이루는 것으로, 외부와의 굴절률 차이에 의해 소정 기울기로 입사된 광이 상기 제1프리즘(52) 내부에서 전반사되도록 하는 제1반사면(52a)을 구비한다. 구체적으로 살펴보면, 상기 제1반사면(52a)은 상기 제1프리즘(52)과 그 외부의 공기 사이의 굴절률 차이에 의하여 소정 각도 즉 임계각 보다 큰 각도로 입사된 광을 전반사시킨다. 따라서, 입사광의 광 이용효율을 높일 수 있다.
상기 제2프리즘(53)은 상기 제1프리즘(52)에 인접 배치되고, 제2다이크로익필터(55b)는 입사광을 모두 반사시킬 수 있도록 된 전반사미러로 대체되는 것도 가능하다. 또한, 상기 제2프리즘(53)은 측벽에 제2반사면(53a)을 구비한다. 이 제2 반사면(53a)은 앞서 설명된 제1반사면(52a)과 역할이 실질상 동일하므로 그 자세한 설명을 생략한다.
한편, 상기 편광변환기(56)가 상기 칼라분리기(55) 앞에 배치되는 대신에, 상기 칼라분리기(55)와 칼라선택소자(32) 사이에 배치될 수도 있다.
상기 스크롤링유닛(20)은 스크롤링유닛의 회전운동이, 광이 지나가는 영역에 있는 렌즈어레이의 직선운동으로 전환됨으로써 입사광을 스크롤링시키는 것으로, 도 4a, 도 4b 및 도 14를 참조하여 설명한 바와 같다.
도 17에서는 상기 스크롤링유닛(20)이 제1 및 제2 스파이럴 렌즈디스크(23)(24), 도광판(28)을 포함하여 구성된 예를 도시하였다.
상기 칼라분리기(55)와 스크롤링유닛(20) 사이에 스크롤링유닛(20)에 입사되는 광의 폭을 감소시키기 위한 제1실린더렌즈(16)가 구비되고, 상기 스크롤링유닛(20) 다음에 상기 제1실린더렌즈(16)에 의해 폭이 감소된 광을 평행광으로 만들어 원상태로 복귀시키기 위한 제2실린더렌즈(17)가 구비된다. 상기 제1실린더렌즈(16)에 의해 스크롤링유닛(20)에 입사되는 광의 폭을 줄여 스크롤링유닛의 렌즈셀의 형상과 광의 단면 형상을 유사하게 대응시킴으로써 광손실을 줄일 수 있다.
또한, 상기 스크롤링유닛(20)과 상기 화상합성기(35) 사이의 광경로상에 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(25)(27), 칼라선택소자(32), 릴레이렌즈(34)가 구비된다. 이들 구성요소들의 작동관계는 제1실시예에서 설명한 바와 실질적으로 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 한편, 상기 제2실린더렌즈(17)가 상기 스크롤링유닛(20)과 제1플라이아이렌즈어레이(25) 사이에 배치되는 대신에 상기 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(25)(27) 사이에 배치될 수 있다.
한편, 도 17 및 18a에서는 상기 칼라분리기(55)가 제1 및 제2 다이크로익필터(55a)(55b)를 가지는 제1 및 제2 프리즘(52)(53)을 포함하여 구성되는 경우를 예시하였지만, 도 18b에 도시된 바와 같이 제1 내지 제3 다이크로익필터(55a)(55b)(55c)를 포함하는 제1 내지 제3 프리즘(52)(53)(54)을 포함하여 구성될 수도 있다.
상기 광원(10)에서 출사된 광은 편광변환기(56)에 의해 일편광방향을 갖는 광으로 변환되고, 상기 칼라분리기(55)에 의해 일차로 다수개의 파장영역에 따른 광으로 분리된다. 그리고, 이 분리된 광들은 칼라선택소자(32)에 의해 2차로 편광에 따라 분리되어, 제1 및 제2 그룹의 칼라광들로 나누어진다.
여기서, 상기 적어도 하나의 라이트밸브는 제1 및 제2 라이트밸브(38)(40)를 포함하고, 상기 제1그룹의 칼라광들이 제1라이트밸브(38)에 입사되는 한편, 제2그룹의 칼라광들이 제2라이트밸브(40)에 입사된다. 이 제1 및 제2 그룹의 칼라광들은 상기 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(25)(27)와 릴레이렌즈(34)에 의해 각각 제1 및 제2 그룹의 칼라바로 형성된다. 상기 제1그룹의 칼라광들과 제2그룹의 칼라광들은 도 5a 내지 도 5c 및 도 9a 내지 도 9c 및 도 12a 내지 도 12c를 참조하여 설명한 예가 동일하게 적용될 수 있다.
제1그룹의 칼라바와 제2그룹의 칼라바는 상기 스크롤링유닛(20)이 회전함에 따라 스크롤링되면서, 상기 제1 및 제2 라이트밸브(38)(40)에 의해 화상신호에 따라 처리되고 상기 칼라합성기(35)를 통해 합성되어 칼라화상이 형성된다.
다음, 본 발명의 제3실시예에 따른 프로젝션 시스템에 대해 설명한다.
제3실시예에 따른 프로젝션 시스템은, 도 19를 참조하면 광원(60)과, 광원(60)으로부터 출사된 광을 스크롤링시키는 스크롤링유닛(65), 상기 스크롤링유닛(65)을 통과한 광을 파장에 따라 분리하는 칼라분리기(70), 상기 광원(60)에서 출사된 광을 일편광방향을 갖는 광으로 변환하는 편광변환기(76), 상기 일편광방향을 갖는 광 중 적어도 일부 칼라광을 다른 편광방향을 갖는 광으로 변환시키는 칼라선택소자(77)를 포함한다.
또한, 입사광을 입력된 화상신호에 따라 처리하여 화상을 형성하는 적어도 두 개의 라이트밸브와, 상기 칼라분리기(70), 편광변환기(76) 및 칼라선택소자(77)에 의해 분리된 적어도 두 그룹의 칼라광들을 상기 적어도 두 개의 라이트밸브로 각각 보내고, 상기 라이트밸브에서 각각 형성된 화상을 합성하여 투사렌즈유닛(85)을 통해 스크린(90)으로 보내는 화상합성기(80)를 포함한다.
상기 광원(60)은 백색광을 조사하는 것으로, 광을 생성하는 램프(61)와, 이 램프(61)에서 출사된 광을 반사시켜 그 진행경로를 안내하는 반사경(63)을 포함한다. 상기 반사경(63)은 상기 램프(61)의 위치를 일 초점으로 하고, 광이 집속되는 지점을 다른 초점으로 하는 타원경으로 구성될 수 있다. 또는, 상기 램프(61)의 위치를 일 초점으로 하고, 이 램프(61)에서 출사되고 상기 반사경(63)에서 반사된 광이 평행광이 되도록 된 포물경으로 구성될 수 있다. 여기서, 반사경(63)으로 타원 경을 채용한 경우를 예시하였다.
상기 스크롤링유닛(65)은 적어도 하나의 렌즈셀(65a)이 나선형으로 배열되어 스크롤링유닛(65)의 회전운동이, 광이 지나가는 영역에 있는 렌즈어레이의 직선운동으로 전환되도록 되어 있다. 상기 렌즈셀(65a)은 실린드리컬 렌즈셀인 것이 바람직하다. 상기 스크롤링유닛(65)으로는 도 4a, 도 4b, 도 14를 참조하여 설명한 바와 같은 디스크형 또는 원통형의 유닛이 동일하게 적용될 수 있다.
상기 광원(60)과 스크롤링유닛(65) 사이의 광경로상에는 입사광의 발산각을 조절하기 위한 슬릿을 가진 적어도 하나의 필터(5)와, 입사광을 평행광으로 만드는 콜리메이팅렌즈(64)와, 상기 스크롤링유닛(65)으로 입사되는 광의 폭을 감소시키기 위한 제1실린더렌즈(67)가 배치된다.
상기 적어도 하나의 필터(5)는 상기 광원(60)의 초점(f)에 배치되는 것이 바람직하며, 상기 콜리메이팅렌즈(64)는 상기 광원(60)의 초점거리가 p일 때, 광원의 초점(f)으로부터 예를 들어, 1/5p 만큼 떨어진 곳에 배치되어 광학계를 소형화하는 것이 바람직하다.
상기 칼라분리기(70)와 화상합성기(80) 사이의 광경로상에는 상기 제1실린더렌즈(67)에 의해 폭이 좁아진 광을 평행광으로 만들어 원래의 폭을 가지도록 하는 제2실린더렌즈(68)와, 상기 스크롤링유닛(65)을 통과한 광을 파장에 따라 서로 다른 영역에 중첩적으로 맺히게 하여 칼라바를 형성하기 위한 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(74)(75), 릴레이렌즈(78)가 구비된다. 여기서, 상기 편광변환기(76)가 상기 제2플라이아이렌즈어레이(75) 다음에 배치되는 예가 도시되어 있지만, 상기 편광변환기(76)는 상기 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(74)(75) 사이에 배치될 수도 있으며, 상기 광원(60)과 스크롤링유닛(65) 사이에 배치될 수도 있다.
상기 칼라분리기(70)는 상기 광원(60)으로부터 출사된 광을 파장에 따라 분리시키기 위한 것으로, 예를 들어 입사광을 파장에 따라 투과 및 반사시키는 제1 및 제2 다이크로익필터(70a)(70b)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 다이크로익필터(70a)(70b)가 평행하게 배열될 수 있다. 상기 스크롤링유닛(65)과 칼라분리기(70) 사이의 광경로상에는 프리즘(71)이 더 배치될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 라이트밸브는 예를 들어, 제1 및 제2 라이트밸브(82)(83)를 포함할 수 있다.
상기 광원(60)에서 출사된 광은 상기 콜리메이팅렌즈(64), 제1실린더렌즈(67)를 경유하여 스크롤링유닛(65)으로 입사되고, 이 스크롤링유닛(65)을 통과한 광이 상기 제1 및 제2 다이크로익필터(70a)(70b)에 의해 제1 파장영역의 광과 제2 파장영역의 광으로 분리된다. 이 제1 및 제2 파장영역의 광은 상기 편광변환기(76)에 의해 일편광 방향을 갖는 광으로 바뀌고, 칼라선택소자(77)에 의해 소정 파장 영역의 광만이 상기 일편광 방향과 다른 편광 방향을 갖는 광으로 변환되어, 일편광방향을 갖는 제1그룹의 칼라광과 다른 편광방향을 갖는 제2그룹의 칼라광으로 분리된다.
상기 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광은 상기 화상합성기(80)에 의해 각각 투과 및 반사되어 상기 제1라이트밸브(82)와 제2라이트밸브(83)에 입사된다. 상기 화상합성기(80)는 편광빔스프리터 또는 와이어그리드 편광빔스프리터일 수 있 다. 상기 제1 및 제2 그룹의 칼라광으로는 예를 들어, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명한 예가 적용될 수 있다.
상기 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광들은 상기 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(74)(75)와 릴레이렌즈(78)에 의해 제1 및 제2 라이트밸브(82)(83)에 각각 칼라에 따라 다른 영역에 중첩적으로 맺혀 제1그룹 및 제2 그룹의 칼라바로 형성된다.
상기 스크롤링유닛(65)이 회전함에 따라 상기 제1 및 제2 그룹의 칼라바가 동시에 스크롤링되면서 제1 및 제2 라이트밸브(82)(83)에서 각각 제1 및 제2 화상이 형성되고, 상기 제1 및 제2 화상이 상기 화상합성기(80)에 의해 합성되어 투사렌즈유닛(85)을 통해 스크린(90)에 확대 투사된다.
상기 예에서는 칼라분리기(70)를 제1 및 제2 다이크로익필터(70a)(70b)를 포함하여 구성하였으나, 도 20에 도시된 바와 같이 제1, 제2 및 제3 다이크로익필터(70a)(70b)(70c)를 포함하여 구성할 수도 있다.
상기 광원(60)에서 출사된 광은 21a를 참조하면, 상기 제1, 제2 및 제3 다이크로익필터(70a)(70b)(70c)에 의해 제1, 제2 및 제3 파장영역의 광(E)(F)(H)으로 분리된다. 예를 들어, 제1 파장영역의 광(E)은 블루광(B)과 시얀광(C)을 포함하고, 제2파장영역의 광(F)은 그린광(G)과 엘로우광(Y)을 포함하고, 제3 파장영역의 광(H)은 레드광(R)을 포함할 수 있다.
다음, 도 21b를 참조하면 상기 제1 내지 제3 파장영역의 광들이 상기 편광변환기(76)에 의해 제1편광의 광, 예를 들어 S 편광의 광으로 되고, 상기 칼라선택소 자(77)에 의해 일부칼라광의 편광방향이 제2편광 예를 들어, P 편광의 광으로 변환된다. 예를 들어, 시얀광(C), 그린광(G), 엘로우광(Y)이 P편광의 광으로 변환된다. 최종적으로, 도 21c를 참조하면, S편광의 제1그룹의 칼라광은 블루광(BS)과 레드광(RS)을 포함하고, P편광의 제2그룹의 칼라광은 시얀광(CP), 그린광(G P), 엘로우광(YP)을 포함한다.
제1그룹의 칼라광은 화상합성기(80)를 통해 투과되어 제1라이트밸브(82)에 입사되고, 제2그룹의 칼라광은 화상합성기(80)에서 반사되어 제2라이트밸브(83)에 입사된다.
상기 제1 및 제2 그룹의 칼라광은 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이(74)(75) 및 릴레이렌즈(78)에 의해 도 22에 도시된 바와 같이 제1그룹의 칼라바 및 제2그룹의 칼라바로 형성된다. 상기 제1 및 제2 그룹의 칼라바들은 상기 스크롤링유닛(65)의 회전에 따라 동시에 스크롤링되고, 화상합성기(80)를 통해 합성되어 칼라화상이 형성된다.
한편, 상기 화상합성기(80)와 투사렌즈유닛(85) 사이의 광경로상에 검광자(84)가 더 구비될 수 있다. 이 검광자(84)는 앞서 설명한 검광자(43)와 동일한 기능을 수행하는 것으로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 상기 제1 및 제2 라이트밸브(82)(83)의 종류에 따라 라이트밸브 앞에 1/4파장판(미도시)을 더 구비할 수 있다.
상기 광원(60)에서 출사된 광은 상기 칼라분리기(70), 편광변환기(76) 및 칼 라선택소자(77)를 이용하여 제1 및 제2 그룹의 칼라광으로 분리되는데, 도 21a 내지 도 21c를 참조하여 설명한 예 이외에 다양한 방식으로 분리시킬 수 있다. 예를 들어, 도 9a 내지 도 9c, 도 12a 내지 도 12c를 참조하여 설명한 바와 같은 칼라 분리 방법이 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 실시예에서도 도 21a 내지 도 21c를 참조하여 설명한 칼라 분리 방법이 적용될 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 실시예에 따른 프로젝션 시스템에서 광원(10)(60)과 칼라분리기(15)(55)(70) 사이에 입사광의 발산각을 조절하기 위한 슬릿을 가진 적어도 하나의 필터(5)가 배치되는데, 상기 적어도 하나의 필터(5)의 구성 및 작용에 대해 설명한다.
상기 적어도 하나의 필터(5)는 공간필터를 포함할 수 있다. 상기 공간필터(5)는 그 슬릿(5c)의 폭(w)을 조절할 수 있도록 되어 있다. 예를 들어, 상기 공간필터(5)는 도 23에 도시된 바와 같이 제1필터면(5a)과, 이 제1필터면(5a)과 이격되어 배치된 제2필터면(5b)과, 상기 제1 및 제2 필터면(5a)(5b)을 각각 지지하고 이송 스크류(7)에 의해 이동가능하게 된 제1 및 제2 지지판(6a)(6b)과, 상기 이송 스크류(7)가 회전가능하게 지지된 프레임(8)을 구비한다. 상기 이송 스크류(7)를 회전시키면 제1 및 제2 지지판(6a)(6b)이 이송 스크류(7)를 따라 이동되어 상기 제1 및 제2 필터면(5a)(5b) 사이의 슬릿(5c)의 폭(w)이 조절된다. 상기 슬릿(5c)의 폭은 칼라 분리방향 또는 칼라 스크롤링 방향으로 조절되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 도 24a에 도시된 바와 같이 슬릿(5c)의 폭(w)이 w1일 때, 제1 및 제2 그룹의 칼라바들이 제1 및 제2 라이트밸브(38)(40)(82)(83)의 세 영역 또는 두 영역에 등분되어 형성된다고 가정하면, 슬릿폭(w)이 w1보다 작은 w2(w1>w2)로 변할 때 도 24b에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 그룹의 칼라바 사이에 블랙바(k)가 생긴다. 물론, 슬릿폭(w)이 w1보다 큰 w3(w3>w1)로 변할 때 도 24c에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 그룹의 칼라바의 면적이 커져 칼라바들 사이에 중첩되는 부분(P)이 생긴다.
다음, 도 25a 내지 도 25c에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 필터가 공간필터(5)와, 적어도 하나의 트림필터, 예를 들어 제1 내지 제3 슬릿(1a)(2a)(3a)을 가진 트림필터(1)(2)(3)를 포함할 수 있다. 상기 트림필터(1)(2)(3)의 제1 내지 제3 슬릿(1a)(2a)(3a)을 통해서는 모든 칼라의 광이 그대로 통과되고, 필터(1)(2)(3)를 통해서는 소정 칼라의 광은 반사되고 나머지 광은 투과되어 소정 칼라광의 발산각을 조절할 수 있다.
도 25a는 공간필터(5)에 제1트림필터(1)가 부착된 경우를 도시한 것이고, 상기 제1트림필터(1)는 소정 파장영역의 광은 반사시키고 나머지 파장영역의 광은 투과시키며, 제1슬릿(1a)을 통해서는 모든 칼라의 광이 통과된다. 상기 제1트림필터(1)는 상기 공간필터(5)의 앞 또는 뒤에 설치될 수 있으며, 도면에서는 공간필터(5) 다음에 배치된 경우를 도시하였다. 여기서, 상기 공간필터(5)의 슬릿(5c)의 폭(w)에 의해 상기 제1 및 제2 그룹의 칼라바들의 폭이 동일하게 결정되고, 상기 제1트림필터(1)의 슬릿(1a)의 폭(t1)에 의해 상기 소정 파장 영역의 칼라바의 폭이 선택적으로 결정된다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 제1그룹의 칼라바가 제1칼라바(IS)와 제4칼라바(ⅣS)를 포함하고, 제2그룹의 칼라바가 제2칼라바(ⅡP)와 제3칼라바(Ⅲ P)를 포함할 때, 상기 공간필터(5)에 의해 제1 내지 제4 칼라바의 폭이 결정되고, 상기 제1트림필터(1)에 의해 예를 들어, 제1칼라바(ⅠS)와 제2칼라바(ⅡP)의 폭이 조절되거나, 제3칼라바(ⅢP) 제4칼라바(ⅣP)의 폭이 조절될 수 있다. 또는, 제1 내지 제4 칼라바 중 어느 하나의 폭이 조절될 수도 있다.
또는 도 10a 내지 도 10c에 도시된 바와 같이 제1그룹의 칼라바가 세 개이고, 제2그룹의 칼라바가 세 개일 때, 제1트림필터(1)에 의해 제1그룹의 칼라바 중 어느 한 칼라바와 제2그룹의 칼라바 중 어느 한 칼라바의 폭이 조절될 수 있다. 또는, 도 22에 도시된 바와 같이 제1그룹의 칼라바가 세 개이고, 제2그룹의 칼라바가 두 개일 때, 제1그룹의 칼라바와 제2그룹의 칼라바 중 적어도 한 칼라바의 폭이 조절될 수 있다.
도 25b는 공간필터(5)에 제1 및 제2 트림필터(1)(2)가 부착된 경우를 도시한 것이고, 도 21c는 공간필터(5) 없이 제1, 제2 및 제3 트림필터(1)(2)(3)가 구비된 경우를 도시한 것이다. 상기 제1 내지 제3 트림필터(1)(2)(3)는 상기 공간필터(5) 또는 별도의 글라스에 각 필터를 코팅하여 제작하거나 각각 별도의 필터 플레이트로 제작될 수도 있다.
상기 제1 내지 제3 트림필터(1)(2)(3)의 폭을 조절하여 원하는 칼라바의 폭을 조절할 수 있다.
여기서, 상기 제1 내지 제3 슬릿(1a)(2a)(3a)과 슬릿(5c)의 폭은 상기 칼라분리기(15)(55)(70)에 의한 칼라 분리 방향 또는 칼라스크롤링 방향으로 조절되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 칼라바의 폭을 선택적으로 조절함으로써 칼라밸런스를 조절할 수 있으며, 칼라온도 범위를 넓힐 수 있다.
또한, 상기 칼라바의 폭을 조절하여 필요에 따라 각 칼라바 사이에 블랙바(k)가 형성되도록 할 수 있다. 상기 제1 및 제2 라이트밸브(38)(40)(82)(83)로 LCD 또는 LCOS가 사용되고, 칼라바들이 연속적으로 스크롤링될 때, 칼라바가 바뀔 때마다 화상신호가 바뀌게 되는데 바뀐 화상신호를 연속적으로 처리하는 것이 어렵다. 각 칼라바에 대응되는 화상신호가 on 되는데 걸리는 시간을 라이징 시간(rising time)이라 하고, 화상신호가 off 되는데 걸리는 시간을 폴링 시간(falling time)이라고 할 때, 각 칼라바 사이에 화상신호 처리를 바꾸기 위해 라이징 시간과 폴링 시간이 요구되고, 이 시간을 얻기 위해 각 칼라바 사이에 블랙바(k)가 요구된다.
이와 같이 블랙바가 요구되는 경우, 상기 공간필터(5), 제1 내지 제3 트림필터(1)(2)(3) 등을 이용하여 칼라바의 폭을 선택적으로 조절함으로써 블랙바를 형성할 수 있다. 그럼으로써 고화질의 칼라화상을 형성할 수 있다.
다음, 본 발명의 제4실시예에 따른 프로젝션 시스템이 도 26에 도시되어 있다. 이 프로젝션 시스템은, 광원(200)과, 광원(200)으로부터 출사된 광을 일편광방향을 갖는 광으로 변환하는 편광변환기(205), 상기 일편광방향을 갖는 광을 복수개 의 파장영역에 따라 분리하는 칼라분리기, 칼라선택소자(250), 제1 및 제2 라이트밸브(260)(261)를 포함한다. 그리고, 상기 칼라선택소자(250)를 통과한 광을 편광방향에 따라 투과 및 반사시키는 화상합성기(255)와, 상기 칼라분리기에 의해 분리된 칼라광들을 스크롤링시키기 위한 스크롤링유닛이 구비된다.
상기 칼라분리기는 제1다이크로익필터(209), 제2다이크로익필터(212)를 포함하고, 상기 스크롤링유닛은 상기 제1 및 제2 다이크로익필터(209)(212)에 의해 분리된 제1, 제2 및 제3 칼라광(L1)(L2)(L3)들의 경로상에 회전가능하게 배치된 제1, 제2 및 제3 프리즘(214)(235)(242)을 포함한다. 상기 제1, 제2 및 제3 프리즘(214)(235)(242)이 회전함에 따라 칼라광이 스크롤링된다. 한편, 상기 제1, 제2 및 제3 프리즘(214)(235)(242)의 앞에 각각 입사광의 발산각을 조절하기 위한 슬릿을 가진 제1, 제2 및 제3 필터(213)(234)(243)가 더 구비될 수 있다.
상기 광원(200)에서 조사된 백색광이 제1 및 제2 렌즈 어레이(202)(204)와 편광변환기(205)를 경유하여 제1편광방향을 갖는 광으로 되고, 제1 및 제2 다이크로익필터(209)(212)에 의해 제1, 제2 및 제3 파장영역의 광(L1)(L2)(L3)으로 분리된다.
상기 제1 내지 제 3 파장영역의 광(L1)(L2)(L3)은 각각 상기 프리즘(214)(235)(242)을 통해 스크롤링된다. 상기 제2 및 제3 파장영역의 광(L2)(L3)은 제3 다이크로익필터(239)에 의해 반사 및 투과되어 합성되고, 최종적으로 제4 다이크로익필터(241)에 의해 제1 내지 제3 파장영역의 광이 합성되어 한 경로로 진행된다. 그리고, 상기 칼라선택소자(250)에 의해 제1편광의 광 중 적어도 일부 칼라광이 선택적으로 제2편광방향으로 변환되어 제1 및 제2 그룹의 칼라광으로 분리된다. 상기 제1 및 제2 그룹의 칼라광은 화상합성기(255)에 의해 각각 제1 및 제2 라이트밸브(260)(261)로 보내지고, 제1 및 제2 라이트 밸브(260)(261)에 의해 제1 및 제2 화상이 형성되고, 이 제1 및 제2 화상은 상기 화상합성기(255)에 의해 합성된다.
상기 편광변환기(205) 다음에는 집속렌즈(207)가 구비되고, 상기 제1 내지 제3 파장영역의 광(L1)(L2)(L3)들의 광경로상에는 광경로 보정을 위한 렌즈들(210)(217)(231)(237)(245)이 구비된다. 또한, 제1다이크로익필터(212)와 제4 다이크로익 필터(241) 사이 및 제3다이크로익 필터(239)와 제4다이크로익 필터(241) 사이에는 각각 집속렌즈(220)(240)가 배치되고, 상기 제4다이크로익 필터(241)와 화상합성기(255) 사이의 광경로상에는 집속렌즈(224)가 배치된다. 상기 제1파장영역의 광(L1)과 제3파장영역의 광(L3)의 경로상에는 각 경로로 진행되는 광의 경로를 변환시키기 위한 광경로변환기, 예를 들어 반사미러(218)(233)가 더 구비된다.
상기 제1, 제2 및 제3 파장영역의 광(L1)(L2)(L3)들은 제4다이크로익필터(222)에 의해 한 경로로 진행되고, 상기 칼라선택소자(250)에 의해 상기 제1, 제2 및 제3 파장영역의 광 중 적어도 한 파장영역의 광의 적어도 일부 칼라광의 편광방향이 제1편광방향과 다른 제2편광방향으로 변환되어 제1 및 제2 그룹의 칼라광으로 분리된다.
상기 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광은 제1 내지 제3 실시예에서 설명한 칼라분리 및 편광분리 방식에 따라 분리될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은 스크롤링에 의해 칼라화상을 형성하는 시스템에 모두 적용 가능하다.
다음, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 칼라화상방법에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 칼라화상형성방법은, 도 3 및 도 8을 참조하면 광원(10)에서 출사된 광을 복수개의 파장 영역의 광으로 분리하고, 상기 복수개의 파장영역의 광을 일편광방향을 갖는 광으로 변환한다. 여기서, 상기 광원(10)에서 출사된 광을 일편광방향을 갖는 광으로 분리한 다음, 복수개의 파장 영역의 광으로 분리할 수도 있다.
상기 광원(10)에서 출사된 광은 복수개의 다이크로익필터를 가진 칼라분리기(15)에 의해 분리시킨다. 칼라분리기(15)는 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이 복수개의 다이크로익필터(15a)(15b)(15c)가 서로 다른 각도로 기울어지게 배치될 수 있다. 또는, 도 18a 및 도 18b에 도시된 바와 같이 로드형의 칼라분리기(55)에 의해 복수개의 파장 영역의 광으로 분리시키거나, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 다이크로익필터가 평행하게 배치된 칼라분리기(70)에 의해 분리시킬 수 있다.
다음, 상기 일편광방향을 갖는 광 중 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 다른 편광방향으로 변환하여 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광으로 분리한다. 여기 서, 상기 칼라분리기(15)(55)(70)에 의해 분리된 복수개의 파장영역의 광 중 적어도 한 파장영역의 광의 적어도 일부 칼라광을 편광방향을 변환시킨다. 칼라선택소자(32)(77)에 의해 원하는 파장영역의 광만을 선택적으로 편광방향을 변환할 수 있다.
상기 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광이 복수개의 라이트밸브 예를 들어, 제1 및 제2 라이트밸브(38)(40)(82)(83)에 맺히고, 제1 및 제2 라이트밸브에서 각각 제1화상과 제2화상이 형성된다. 여기서, 상기 제1그룹의 칼라광과 제2그룹의 칼라광이 제1 및 제2 라이트밸브에 맺힐 때, 제1그룹의 칼라바와 제2그룹의 칼라바로 형성되고, 제1 및 제2 그룹의 칼라바들은 스크롤링유닛(20)(65)에 의해 동시에 주기적으로 스크롤링된다. 상기 제1 및 제2 화상은 화상합성기(35)(80)에 의해 합성되어 칼라화상이 형성되고, 이 칼라화상은 투사렌즈유닛(45)(85)에 의해 확대투사되어 스크린(50)(90)에 맺힌다.
본 발명에 따른 방법에 의해 광원에서 출사된 백색광을 원하는 개수의 칼라광으로 분리하고, 이 분리된 칼라광들을 복수개의 라이트밸브에 나누어 맺히도록 함으로써 다채널의 칼라화상을 용이하게 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 복수개의 라이트밸브에 복수개의 칼라광을 나누어 입사시키고, 복수개의 라이트밸브를 독립적으로 구동시킴으로써, 광원에서 출사된 광을 보다 많은 복수개의 칼라광, 예를 들어 4개 이상의 칼라광으로 분리하는 것이 용이해진다. 칼라광의 개수를 증가시킴으로써, 칼 라 게멋과 칼라 온도 범위가 확대되고, 이에 따라 칼라 화질을 다양하게 연출할 수 있으며, 보다 자연색에 가까운 칼라 화상을 형성할 수 있다. 또한, 분리된 칼라광을 복수개의 라이트밸브에 나누어 맺히게 함으로써 동일한 개수의 칼라광을 이용하여 칼라화상을 형성하는데 있어서 하나의 라이트밸브를 사용하는 경우에 비해 에텐듀를 줄일 수 있으므로, 광학계 구성이 간단해지고 소형화될 수 있다.
또한, 3개 이상의 칼라광이 하나의 광경로로 진행되므로, 시스템의 크기를 크게 증가시키지 않고, 비용의 큰 증가 없이 다채널의 칼라화상 시스템을 구현할 수 있는 이점이 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 칼라화상 형성방법에 의하면, 스크롤링에 의해 칼라화상을 구현하는 어떠한 시스템이든 몇 개의 광학소자만을 더 구비하여 간단하게 다채널의 칼라화상을 형성할 수 있다.

Claims (73)

  1. 광원;
    상기 광원으로부터 출사된 광을 복수개의 파장영역에 따라 분리하는 칼라분리기;
    상기 칼라분리기에 의해 분리된 칼라광들을 스크롤링시키는 스크롤링유닛;
    상기 광원에서 출사된 광을 제1편광방향을 갖는 광으로 만들어주는 편광변환기;
    상기 제1편광방향을 갖는 광 중 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 제1편광방향과 다른 제2편광방향으로 변환하여, 제1편광방향을 가지는 제1그룹의 칼라광과 제2편광방향을 가지는 제2그룹의 칼라광으로 분리하는 칼라선택소자;
    상기 칼라선택소자를 통과한 광을 편광방향에 따라 투과 및 반사시키는 화상 합성기;
    상기 화상합성기를 경유한 광이 입사되고, 입사된 광을 화상신호에 따라 처리하여 화상을 형성하는 적어도 두 개의 라이트밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛은 적어도 하나의 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성되고, 회전가능하게 된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛은 적어도 하나의 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열된 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크 사이에 도광판 또는 글래스로드가 배치되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛은 원통형의 외주면에 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛의 내부에 도광판 또는 글래스로드가 구비된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 칼라분리기는,
    광축에 대해 서로 다른 각도로 기울어지게 배치된 적어도 두 개의 다이크로익필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 칼라분리기는,
    다이크로익필터를 갖는 적어도 두 개의 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  9. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원과 칼라분리기 사이의 광경로상에 입사광의 발산각을 조절하기 위한 슬릿을 갖는 적어도 하나의 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  10. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상합성기는 편광빔스프리터 또는 와이어그리드 편광빔스프리터인 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  11. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 라이트밸브와 화상합성기를 통해 나오는 광을 검광하기 위한 검광기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  12. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원과 스크롤링유닛 사이의 광경로상에 상기 스크롤링유닛에 입사되는 광의 폭을 감소시키기 위한 제1실린더렌즈가 구비되고, 상기 칼라분리기와 화상합성기 사이의 광경로상에 상기 스크롤링유닛을 통과한 광을 평행광으로 만들기 위한 제2실린더렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  13. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상합성기와 적어도 두 개의 라이트밸브 사이에 각각 1/4파장판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  14. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼라분리기와 화상합성기 사이의 광경로상에 제1 및 제2 플라이아이렌 즈어레이가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제2플라이아이렌즈어레이와 화상 합성기 사이의 광경로상에 릴레이렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  16. 광원;
    상기 광원으로부터 출사된 광을 복수개의 파장영역의 광으로 분리하고, 광축에 대해 서로 다른 각도로 기울어지게 배치된 제1 및 제2 다이크로익필터를 갖는 칼라분리기;
    상기 칼라분리기에 의해 분리된 칼라광들을 스크롤링시키는 스크롤링유닛;
    상기 광원에서 출사된 광을 제1편광방향을 갖는 광으로 만들어주는 편광변환기;
    상기 제1편광방향을 갖는 광 중 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 제1편광방향과 다른 제2편광방향으로 변환하여, 제1편광방향을 가지는 제1그룹의 칼라광과 제2편광방향을 가지는 제2그룹의 칼라광으로 분리하는 칼라선택소자;
    상기 칼라선택소자를 통과한 광을 편광방향에 따라 투과 및 반사시키는 화상 합성기;
    상기 화상합성기를 경유한 광이 입사되고, 입사된 광을 화상신호에 따라 처리하여 화상을 형성하는 제1 및 제2 라이트밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛은 적어도 하나의 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성되고, 회전가능하게 된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛은 적어도 하나의 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열된 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크 사이에 도광판 또는 글래스로드가 배치되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛은 원통형의 외주면에 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛의 내부에 도광판 또는 글래스로드가 구비된 것을 특징으 로 하는 프로젝션 시스템.
  22. 제 16항에 있어서,
    상기 칼라분리기는 상기 제1다이크로익필터를 구비한 제1프리즘과 제2다이크로익필터를 구비한 제2프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  23. 제 16항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 다이크로익필터는 상기 광원에서 출사된 광을 제1파장영역의 광과 제2파장영역의 광으로 분리하며, 상기 칼라선택소자는 상기 제1 및 제2 파장영역의 광 중 적어도 한 파장영역의 광의 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 변환하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  24. 제 16항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 다이크로익필터는 상기 광원에서 출사된 광 중 제1칼라광과 제2칼라광을 포함하는 제1파장영역의 광을 반사시키고, 제2 다이크로익필터는 제3칼라광과 제4칼라광을 포함하는 제2파장영역의 광을 반사시키며, 상기 칼라선택소자는 상기 제1칼라광과 제3칼라광의 편광방향을 변환시키는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  25. 제 16항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼라분리기는 상기 제1 및 제2 다이크로익필터와 다른 각도로 기울어진 제3다이크로익필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 다이크로익필터는 상기 광원에서 출사된 광을 제1 내지 제 3 파장영역의 광으로 분리하고, 상기 칼라선택소자는 상기 제1 내지 제3 파장영역의 광 중 적어도 한 파장영역의 광의 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 변환하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  27. 제 25항에 있어서,
    상기 제1 다이크로익필터는 상기 광원에서 출사된 광 중 제1칼라광과 제2칼라광을 포함하는 제1파장영역의 광을 반사시키고, 제2 다이크로익필터는 제3칼라광과 제4칼라광을 포함하는 제2파장영역의 광을 반사시키며, 제3 다이크로익필터는 제5칼라광과 제6칼라광을 포함하는 제3파장영역의 광을 반사시키고, 상기 칼라선택소자는 상기 제1칼라광, 제3칼라광 및 제5 칼라광의 편광방향을 변환시키는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  28. 제 22항에 있어서,
    상기 칼라분리기는 제3다이크로익필터를 포함하는 제3프리즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  29. 제 16항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원과 스크롤링유닛 사이의 광경로상에 입사광의 발산각을 조절하기 위한 슬릿을 갖는 적어도 하나의 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필터는 공간필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  31. 제 29항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 필터는 공간필터 및 적어도 하나의 트림필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  32. 제 16항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상합성기는 편광빔스프리터 또는 와이어그리드 편광빔스프리터인 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  33. 제 16항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원과 스크롤링유닛 사이의 광경로상에 상기 스크롤링유닛에 입사되는 광의 폭을 감소시키기 위한 제1실린더렌즈가 구비되고, 상기 칼라분리기와 화상합성기 사이의 광경로상에 상기 스크롤링유닛을 통과한 광을 평행광으로 만들기 위한 제2실린더렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  34. 제 16항 내지 22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상합성기와 제1라이트밸브 사이 및 화상합성기와 제2라이트밸브 사이에 각각 1/4파장판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  35. 제 16항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼라분리기와 화상합성기 사이의 광경로상에 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  36. 제 35항에 있어서,
    상기 제2플라이아이렌즈어레이와 화상 합성기 사이의 광경로상에 릴레이렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  37. 광원;
    적어도 하나의 렌즈셀을 포함하고, 상기 광원으로부터 출사된 광을 상기 렌즈셀별로 분리하며, 이 분리된 광을 스크롤링시키는 회전가능하게 된 스크롤링유닛;
    상기 스크롤링 유닛을 경유한 광을 적어도 두 개의 파장영역에 따라 분리하는 칼라분리기;
    상기 광원에서 출사된 광을 제1편광방향을 갖는 광으로 만들어주는 편광변환기;
    상기 제1편광방향을 갖는 광 중 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 제1편광방향과 다른 제2편광방향으로 변환하여, 제1편광방향을 가지는 제1그룹의 칼라광과 제2편광방향을 가지는 제2그룹의 칼라광으로 분리하는 칼라선택소자;
    상기 칼라선택소자를 통과한 광을 편광방향에 따라 투과 및 반사시키는 화상 합성기;
    상기 화상합성기를 경유한 광이 입사되고, 입사된 광을 화상신호에 따라 처리하여 칼라화상을 형성하는 적어도 두 개의 라이트밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  38. 제 37항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛은 적어도 하나의 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성되고, 스크롤링유닛의 회전운동이 광이 지나가는 영역에 있는 렌즈어레이의 직선운동으로 전환되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  39. 제 37항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛은 적어도 하나의 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성되고, 서로 소정 간격 이격되게 배치된 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  40. 제 39항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크 사이에 도광판 또는 글래스로드가 배치되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  41. 제 37항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛은 원통형의 외주면에 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  42. 제 41항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛의 내부에 도광판 또는 글래스로드가 구비된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  43. 제 37항 내지 제 42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 칼라분리기는,
    서로 평행하게 배치된 적어도 두 개의 다이크로익필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  44. 제 37항 내지 제 42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 칼라분리기는,
    다이크로익필터를 갖는 적어도 두 개의 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하 는 프로젝션 시스템.
  45. 제 37항 내지 제 42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원과 칼라분리기 사이의 광경로상에 입사광의 발산각을 조절하기 위한 슬릿을 갖는 적어도 하나의 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  46. 제 37항 내지 제 42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상합성기는 편광빔스프리터 또는 와이어그리드 편광빔스프리터인 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  47. 제 37항 내지 제 42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 라이트밸브와 화상합성기를 통해 나오는 광을 검광하기 위한 검광기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  48. 제 37항 내지 제 42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원과 스크롤링유닛 사이의 광경로상에 상기 스크롤링유닛에 입사되는 광의 폭을 감소시키기 위한 제1실린더렌즈가 구비되고, 상기 칼라분리기와 화상합성기 사이의 광경로상에 상기 스크롤링유닛을 통과한 광을 평행광으로 만들기 위한 제2실린더렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  49. 제 37항 내지 제 42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상합성기와 적어도 두 개의 라이트밸브 사이에 각각 1/4파장판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  50. 제 37항 내지 제 42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼라분리기와 화상합성기 사이의 광경로상에 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  51. 제 50항에 있어서,
    상기 제2플라이아이렌즈어레이와 화상 합성기 사이의 광경로상에 릴레이렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  52. 광원;
    적어도 하나의 렌즈셀을 포함하고, 상기 광원으로부터 출사된 광을 상기 렌즈셀별로 분리하며, 이 분리된 광을 스크롤링시키는 회전가능하게 된 스크롤링유닛;
    서로 평행하게 배열된 제1 및 제2 다이크로익필터를 포함하고, 상기 스크롤링 유닛을 경유한 광을 파장에 따라 분리하는 칼라분리기;
    상기 광원에서 출사된 광을 제1편광방향을 갖는 광으로 만들어주는 편광변환기;
    상기 제1편광방향을 갖는 광 중 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 제1편광방향과 다른 제2편광방향으로 변환하여 제1편광방향을 가지는 제1그룹의 칼라광과 제2편광방향을 가지는 제2그룹의 칼라광으로 분리하는 칼라선택소자;
    상기 칼라선택소자를 통과한 광을 편광방향에 따라 투과 및 반사시키는 화상 합성기;
    상기 화상합성기를 경유한 광이 입사되고, 입사된 광을 화상신호에 따라 처리하여 칼라화상을 형성하는 제1 및 제2 라이트밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  53. 제 52항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛은 적어도 하나의 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성되고, 스크롤링유닛의 회전운동이 광이 지나가는 영역에 있는 렌즈어레이의 직선운동으로 전환되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  54. 제 52항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛은 적어도 하나의 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성되고, 서로 이격되어 배치된 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  55. 제 54항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스파이럴 렌즈 디스크 사이에 도광판 또는 글래스로드가 배치되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  56. 제 52항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛은 원통형의 외주면에 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  57. 제 56항에 있어서,
    상기 스크롤링유닛의 내부에 도광판 또는 글래스로드가 구비된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  58. 제 52항에 있어서,
    상기 칼라분리기는 상기 제1다이크로익필터를 구비한 제1프리즘과 제2다이크로익필터를 구비한 제2프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  59. 제 52항 내지 제 58항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 다이크로익필터는 상기 광원에서 출사된 광을 제1 및 제2 파장영역의 광으로 분리하고, 상기 칼라선택소자는 상기 제1 및 제2 파장영역의 광 중 적어도 한 파장영역의 광의 일부 칼라광의 편광방향을 변환하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  60. 제 52항 내지 제 58항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 다이크로익필터는 광원에서 출사된 광을 제1 및 제2 파장영역의 광으로 분리하고, 상기 제1파장영역의 광은 제1칼라광과 제2칼라광을 포함하며, 상기 제2파장영역의 광은 제3칼라광과 제4칼라광을 포함하고, 상기 칼라선택소자는 상기 제1칼라광과 제3칼라광의 편광방향을 변환시키는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  61. 제 52항 내지 제 57항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼라분리기는 상기 제1 및 제2 다이크로익필터와 다른 각도로 기울어진 제3다이크로익필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  62. 제 61항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 다이크로익필터는 상기 광원에서 출사된 광을 제1 내지 제3 파장영역의 광으로 분리하며, 상기 칼라선택소자는 상기 제1 내지 제3 파장영역의 광 중 적어도 한 파장영역의 광의 적어도 일부 칼라광의 편광방향을 변환하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  63. 제 61항에 있어서,
    상기 광원에서 출사된 광은 상기 제1 내지 제3 다이크로익필터에 의해 제1 내지 제3 파장영역의 광으로 분리되며, 상기 제1파장영역의 광은 제1 및 제2 칼라광을 포함하고, 상기 제2파장영역의 광은 제3 및 제4 칼라광을 포함하며, 상기 제3파장영역의 광은 제5 및 제6 칼라광을 포함하며, 상기 칼라선택소자는 상기 제1칼라광, 제3칼라광 및 제5 칼라광의 편광방향을 변환시키는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  64. 제 58항에 있어서,
    상기 칼라분리기는 제3다이크로익필터를 포함하는 제3프리즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  65. 제 52항 내지 제 58항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원과 칼라분리기 사이의 광경로상에 입사광의 발산각을 조절하기 위한 슬릿을 갖는 적어도 하나의 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  66. 제 52항 내지 제 58항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상합성기는 편광빔스프리터 또는 와이어그리드 편광빔스프리터인 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  67. 제 52항 내지 제 58항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원과 스크롤링유닛 사이의 광경로상에 상기 스크롤링유닛에 입사되는 광의 폭을 감소시키기 위한 제1실린더렌즈가 구비되고, 상기 칼라분리기와 화상합성기 사이의 광경로상에 상기 스크롤링유닛을 통과한 광을 평행광으로 만들기 위한 제2실린더렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  68. 제 52항 내지 제 58항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼라분리기와 화상합성기 사이의 광경로상에 제1 및 제2 플라이아이렌즈어레이가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  69. 제 68항에 있어서,
    상기 제2플라이아이렌즈어레이와 화상 합성기 사이의 광경로상에 릴레이렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  70. (a)입사광을 복수개의 파장 영역의 광으로 분리하는 단계;
    (b)입사광을 제1편광방향을 갖는 광으로 변환하는 단계;
    (c)상기 제1편광방향을 갖는 광 중 적어도 일부 칼라광을 상기 제1편광방향과 다른 제2편광방향을 갖도록 변환하여 제1편광방향을 가지는 제1그룹의 칼라광과 제2편광방향을 가지는 제2그룹의 칼라광으로 분리하는 단계;
    (d)상기 제1편광방향을 갖는 칼라광과 제2편광방향을 갖는 칼라광을 복수개의 라이트밸브에서 각각 변조하는 단계;
    (e)상기 제1편광방향을 갖는 칼라광과 제2편광방향을 갖는 칼라광을 스크롤링하여 칼라화상을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라화상 형성방법.
  71. 제 70항에 있어서,
    상기 (a)단계는 서로 평행하게 배열된 복수개의 다이크로익필터를 포함하는 칼라분리기를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 칼라화상 형성방법.
  72. 제 70항에 있어서,
    상기 (a)단계는 서로 다른 각도로 배열된 복수개의 다이크로익필터를 포함하는 칼라분리기를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 칼라화상 형성방법.
  73. 제 70항 내지 72항에 있어서,
    상기 (e)단계는 적어도 하나의 실린드리컬 렌즈셀이 나선형으로 배열되어 형성된 스크롤링유닛의 회전운동이, 광이 지나가는 영역에 있는 렌즈어레이의 직선운동으로 전환됨으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
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