KR20050004840A - Color management system having a field lens - Google Patents

Abstract

투사 디스플레이와 사용되기 위한 칼러 관리 시스템은 이미지 동화기와 분광기를 구비한다. 이미지 동화기는 공간 정보를 구비한 광 비임을 발생시키는 패널을 구비한다. 이미지 동화기는 광 비임을 수광하도록 위치되고 단면적이 피일드 렌즈로부터의 거리와 함께 감소하는, 수렴하는 광 비임을 조사하도록 구성된 피일드 렌즈를 구비한다. 예시적인 구현예에서, 복수개의 이미지 동화기들과 관련된 분광기가 구비되는데, 그 각각은 수렴하는 광 비임을 조사하기 위한 피일드 렌즈를 가진다. 분광기는 수렴하는 광 비임에 비하여 향상된 콘트라스트를 가진 필터링된 광 출력을 발생시키도록 구성된다. 더욱이, 피일드 렌즈로 조사된 광 비임의 수렴하는 특성은 분광기들과 다른 하류측의 구성부들의 크기를 최소화시킬 수 있게 한다. 따라서, 이러한 구현예는 선행 기술 시스템에 비하여 감소된 크기를 가지고 극적으로 향상된 콘트라스트의 레벨을 가진 이미지를 발생시킨다.The color management system for use with the projection display includes an image analyzer and a spectrometer. The imager comprises a panel for generating light beams with spatial information. The imager has a shielded lens positioned to receive the beam of light and configured to irradiate a converging beam of light, whose cross-sectional area decreases with distance from the shielded lens. In an exemplary embodiment, a spectrometer associated with a plurality of image animators is provided, each having a feed lens for irradiating converging light beams. The spectrometer is configured to generate a filtered light output with improved contrast compared to the converging light beam. Moreover, the converging nature of the light beam irradiated with the feed lens makes it possible to minimize the size of the spectroscopes and other downstream components. Thus, this embodiment produces an image having a reduced size and a dramatically improved level of contrast compared to prior art systems.

Description

피일드 렌즈를 가지는 칼러 관리 시스템{Color management system having a field lens}Color management system having a field lens {Color management system having a field lens}

투사 디스플레이(projection display)와 관련하여, 칼러 관리 시스템을 채용하는 것이 바람직스러우며, 또한 상대적으로 높은 레벨의 조명 플럭스(illumination flux)를 수용하고 효율적인 팩키지를 제공하면서 그러한 관리 시스템이 높은 콘트라스트 이미지의 발생을 용이하게 하는 것이 바람직스럽다. 불행하게도, 현존하는 칼러 관리 시스템은 단지 고도로 특수화된 재료를 채용하여야만 조명 플럭스의 실제 레벨에서 증가된 콘트라스트를 달성할 수 있어서, 불합리한 비용의 증가를 초래한다.With regard to projection displays, it is desirable to employ a color management system, which also accommodates relatively high levels of illumination flux and provides an efficient package while allowing such management systems to generate high contrast images. It is desirable to facilitate. Unfortunately, existing color management systems can only achieve increased contrast at the actual level of illumination flux only by employing highly specialized materials, resulting in an unreasonable increase in cost.

칼러 관리 시스템은 통상적으로 처음에 입력 광(예를 들면, 백색 광)을 가시스펙트럼(예를 들면, 적색, 녹색 및, 청색)을 포괄하는 복수개의 칼라 채널로 분리하고, 다음에 복수개의 대응하는 마이크로디스플레이(예를 들면, LCoS 마이크로디스플레이)를 조명하도록 분리된 칼러 채널을 사용하고, 그리고 출력 광(예를 들면 백색 광)을 발생시키도록 칼러 채널을 재결합(recombining)시킴으로써 기능한다. 출력 광 비임과 관련하여 이미지를 투사하는 것이 소망스러울 경우에, 공간 정보(spatial information)는 재결합 이전에 마이크로디스플레이에 의해 각각의 칼러 채널 안으로 중첩될 수 있다. 결과적으로, 완전한 칼러 이미지는 출력 광 비임과 관련되어 투사될 수 있다. 여기에서 사용된 바로서, "마이크로디스플레이(microdisplay)", "패널", "디스플레이", "디스플레이 패널" 및, "광 밸브(light valve)"는 초기의 광 비임을 수광하고, 광 비임에 공간 정보를 부여하고, 초기의 광 비임과 공간 정보를 포함하는 조절된 광 비임을 조사하도록 구성된 메카니즘을 지칭한다. 그러한 마이크로디스플레이의 예는 일본의 JVC 에 의해 제조된 모델 번호 DILA SX-070 이다.The color management system typically first separates the input light (e.g., white light) into a plurality of color channels covering the visible spectrum (e.g., red, green, and blue), followed by a plurality of corresponding It functions by using a separate color channel to illuminate the microdisplay (eg LCoS microdisplay) and by recombining the color channel to generate output light (eg white light). If it is desired to project an image with respect to the output light beam, spatial information may be superimposed into each color channel by the microdisplay prior to recombination. As a result, a full color image can be projected in relation to the output light beam. As used herein, "microdisplay", "panel", "display", "display panel", and "light valve" receive the initial light beam and provide space to the light beam. It refers to a mechanism configured to impart information and to illuminate a controlled light beam including initial light beam and spatial information. An example of such a microdisplay is model number DILA SX-070 manufactured by JVC in Japan.

마이크로디스플레이는 실질적으로 반사 디스플레이 패널이나 또는 실질적으로 투과 디스플레이 패널로서 구성될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 실질적으로 반사 디스플레이 패널은 초기의 광 비임이 이동하는 방향과 실질적으로 유사한 방향을 향하여 조절된 광 비임을 조사하도록 (즉, 조절된 광 비임을 패널 통하여 투과시키도록) 구성된다. 예를 들면, 반사 패널은 제 1 의 방향으로 이동하는 초기의 광 비임을 수광하고, 공간 정보를 광 비임에 부여하고, 그리고 초기의 광 비임이 배향되는 방향을 향하여 (즉, 초기의 광 비임의 방향으로부터 180 도로 반사됨) 조절된 광 비임을 조사하도록 구성될 수 있다. 이와는 달리, 투과 패널은 초기의 광 비임을 수광하고, 광 비임내에 공간 정보를 부여하고, 그리고 초기의 광 비임이 이동하는 방향과 실질적으로 같은 방향으로 조절된 광 비임을 조사한다.It should be noted that the microdisplay can be configured as a substantially reflective display panel or a substantially transmissive display panel. The substantially reflective display panel is configured to irradiate the adjusted light beam (ie, transmit the adjusted light beam through the panel) in a direction substantially similar to the direction in which the initial light beam travels. For example, the reflective panel receives an initial light beam traveling in the first direction, imparts spatial information to the light beam, and faces toward the direction in which the initial light beam is oriented (ie, the initial light beam Reflected 180 degrees from the direction). In contrast, the transmissive panel receives the initial light beam, imparts spatial information into the light beam, and illuminates the adjusted light beam in a direction substantially the same as the direction in which the initial light beam moves.

선행 기술의 칼러 관리 시스템은 조명 플럭스의 합리적인 양을 유지하거나 또는 효율적으로 팩키지화시키는 성능을 손상시키지 않으면서 높은 콘트라스트의 이미지를 저가로 발생시킬 수 있다는 점을 충분히 증명하지 못했다. 이것은 부분적으로 모든 실제의 광학 요소들에 고유한 광학적 특성에 의해 야기된 이미지 노이즈에 기인한 것이다. 또한 이것은 디스플레이에 투사되기 이전에 광 비임으로부터 그러한 노이즈를 효과적으로 분리하여 제거하는 현존하는 칼러 관리 시스템의 무능에 기인하기도 한다.Prior art color management systems have not sufficiently demonstrated that high contrast images can be produced at low cost without compromising the ability to maintain a reasonable amount of lighting flux or to efficiently package it. This is due in part to image noise caused by optical properties inherent in all real optical elements. This is also due to the inability of existing color management systems to effectively separate and remove such noise from the light beam before it is projected onto the display.

예를 들면, 많은 선행 기술의 칼러 관리 시스템은 칼러의 분리와 재결합을 위해서 고체의 "입방체-유형" 편광 비임스플리터를 사용한다. 이러한 편광 비임스플리터들이 다르게는 MacNeille 프리즘 또는 입방체 편광 비임스플리터로서 지칭된다. "입방체 유형" 편광 비임스플리터들은 높은 플럭스 레벨에서 통상적으로 발생되는 열 그래디언트(gradient)를 고유하게 받아들여서, 광의 편광 소멸과 콘트라스트의 손실을 초래하는 스트레스 복굴절을 야기한다. 결과적으로, 높은 콘트라스트의 이미지가 요구되는 경우에, 비싸고 고율(high-index)이며, 낮은 복굴절 유리를 사용할 필요성이 있었다. 비록 이러한 해법이 낮은 레벨의 플럭스에서 복굴절을 감소시키는데 유효한 것으로 증명되었을지라도, 이것은 값이 비싸고 높은 플럭스 레벨에서 (예를 들면 대략 500 루멘(lumen)보다 큰 레벨에서) 열적으로 유도된 복굴절을 제거하거나 또는 감소시키는데 감소된 효과를 나타낸다.For example, many prior art color management systems use solid “cubical-type” polarizing beam splitters for color separation and recombination. Such polarizing beamsplitters are otherwise referred to as MacNeille prisms or cube polarizing beamsplitters. “Cubic type” polarizing beamsplitters inherently accept the thermal gradient typically encountered at high flux levels, resulting in stress birefringence leading to polarization extinction of light and loss of contrast. As a result, where high contrast images were required, there was a need to use expensive, high-index, low birefringent glasses. Although this solution has proved effective for reducing birefringence at low levels of flux, it is expensive and eliminates thermally induced birefringence at high flux levels (e.g., at levels greater than approximately 500 lumens). Or reduced effect.

예를 들면, 도 1 은 칼러링크(Colorlink) 사의 ColorQaud 로 알려진 선행 기술의 칼러 관리 시스템(110)을 도시하는데, 여기에는 4 개의 입방체 편광 비임스플리터와 5 개의 칼러 선택 지연 요소들이 사용되어 칼러의 분리와 재결합을 제공한다. 이러한 시스템에 따르면, 입력 입방체 편광 비임스플리터는 입력 광 비임(120)을 수광하고 그것을 3 개의 성분, 즉, 녹색 성분(121), 청색 성분(122) 및, 적색 성분(123)으로 분리시킨다. 적색 성분(123)은 반사 적색 패널(133)로부터 공간 정보를 수광하고; 청색 성분(122)은 반사 청색 패널(132)로부터 공간 정보를 수광하고; 녹색 성분(121)은 반사 녹색 패널(131)로부터 공간 정보를 수광한다. 마지막으로, 출력 입방체 편광 비임스플리터는 적색 성분(123)과 청색 성분(122)을 녹색 성분(121)과 재결합하여 완전한 칼러 이미지(140)를 형성하는데, 이러한 칼러 이미지는 시스템의 목적에 따라서 투사 렌즈 또는 다른 광학 요소들에 의해 수광될 수 있다.For example, FIG. 1 shows a prior art color management system 110 known as ColorQaud from Colorlink, which uses four cubic polarization beam splitters and five color selection delay elements to separate color. And recombination. According to this system, the input cube polarizing beamsplitter receives the input light beam 120 and separates it into three components: green component 121, blue component 122, and red component 123. The red component 123 receives spatial information from the reflective red panel 133; Blue component 122 receives spatial information from reflective blue panel 132; The green component 121 receives spatial information from the reflective green panel 131. Finally, the output cube polarizing beam splitter recombines the red component 123 and the blue component 122 with the green component 121 to form a complete color image 140, which is a projection lens according to the purpose of the system. Or by other optical elements.

광 플럭스의 높은 레벨에서, 입방체 편광 비임스플리터(110)는 통상적으로 열적으로 부하를 받아서 반드시 물리적으로 왜곡되어서, 스트레스 복굴절을 야기하는데, 이것은 종종 광의 편광 소멸과 콘트라스트의 감소를 초래한다는 점이 주목되어야 한다. 더욱이, 공간 정보를 입방체 편광 비임스플리터(110)내의 적색, 녹색 및, 청색 패널로부터 수광하는 것에 더하여, 적색, 녹색 및, 청색 광의 성분들은 통상적으로 적색, 녹색 및, 청색 광 경로들에서 광학 구성부들 재료 안의 복굴절의 결과로 소망스럽지 않은 공간 정보를 수광한다. 이러한 소망스럽지 않은 공간 정보는 이미지의 콘트라스트를 더욱 감소시키는 경향이 있다.It should be noted that at high levels of light flux, the cubic polarization beam splitter 110 is typically thermally loaded and necessarily physically distorted, resulting in stress birefringence, which often results in polarization disappearance of the light and reduction of contrast. . Furthermore, in addition to receiving spatial information from the red, green, and blue panels in the cube polarizing beamsplitter 110, the components of red, green, and blue light are typically optical components in the red, green, and blue light paths. Receive undesired spatial information as a result of birefringence in the material. This undesired spatial information tends to further reduce the contrast of the image.

입방형 편광 비임스플리터의 부정적인 효과를 감소시키는 시도에 있어서, 칼러 관리 시스템에서의 입방체 구성 대신에 플레이트 편광 비임스플리터를 이루도록 다양한 시도들이 있었다. 그러나, 이러한 시도들은 비점 수차와 같이 플레이트 편광 비임스플리터와 관련된 다른 광학적 수차를 종종 발생시켰다. 따라서, 오늘날의 칼러 관리 시스템에서 사용되는 전부는 아닐지라도 대부분의 광학 요소들은 광학 요소를 통과하는 그 어떤 광 비임에도 노이즈를 부여하고, 그리고/또는 그렇지 않으면 변조시키거나 또는 광학 요소들에 의해 영향을 받는다는 점이 이해되고 있다. 여기에서 사용되는 바로서, "노이즈" 및/또는 "광 비임의 손상"은, 예를 들면 산란, 편광 회전(예를 들면, 소망스럽지 않게 회전된 편광 방향을 가진 성분들을 포함할 수 있는 편광 비임스플리터로부터 조사된 비균질의 편광된 광), 재료의 복굴절 및/또는 광학적 요소의 기하 및/또는 코팅과 관련된 다른 소망스럽지 않은 특성들과 관련되거나 또는 그것들을 포함하는 광학적 효과를 지칭한다는 점이 주목되어야 한다.In attempts to reduce the negative effects of cubic polarizing beamsplitters, various attempts have been made to achieve plate polarizing beamsplitters instead of cube construction in color management systems. However, these attempts often resulted in other optical aberrations associated with plate polarizing beamsplitters, such as astigmatism. Thus, if not all of the optical elements used in today's color management systems, most optical elements impart noise, and / or otherwise modulate or be affected by the optical elements through any optical beam that passes through the optical element. It is understood that it is received. As used herein, “noise” and / or “damage of light beams” are, for example, polarization beams that may include scattering, polarization rotation (eg, components with undesirably rotated polarization directions). It should be noted that it refers to an optical effect associated with or including the heterogeneous polarized light irradiated from the splitter, the birefringence of the material and / or the geometry of the optical element and / or other undesired properties associated with the coating. .

따라서, 이미지의 콘트라스트의 실질적인 부분이 복원되도록, 많은 칼러 관리 시스템들은 광 비임으로부터 그러한 노이즈의 대부분 또는 전부의 제거를 시도하게끔 구성된 분광기 또는 편광기와 같은 광학 필터를 구비한다. 이러한 필터들은 예를 들면 광을 그것의 편광에 따라서 분리함으로써 노이즈의 제거를 시도할 수 있다. 이것은 광 비임의 소망스러운 광 성분들이 제 1 의 편광으로 배향될 수 있는 반면에, 노이즈는 상이하게 편광되거나 또는 그렇지 않으면 실질적으로 편광되지않을 수 있다는 사실에 의해 가능하다.Thus, many color management systems have an optical filter, such as a spectrometer or polarizer, configured to attempt to remove most or all of such noise from the light beam so that a substantial portion of the contrast of the image is restored. Such filters may attempt to remove noise, for example by separating the light according to its polarization. This is possible by the fact that the desired light components of the light beam can be oriented in the first polarization, while the noise may be differently polarized or otherwise substantially unpolarized.

그러나 불행하게도, 광 비임은 광학 요소를 통하여 통과하거나, 또는 그에 의해서 영향을 받으므로, 광의 편광은 간섭을 받는 경향이 있다. 따라서, 노이즈의 일부는 적어도 편광에 기초해서는 소망스러운 이미지를 구비하는 광으로부터 종종 구분될 수 없게 된다. 따라서, 오염된 광 비임이 각각의 연속적인 광학 요소를 통과하거나 또는 그에 의해 영향을 받을 때 편광에 기초하여 광 비임으로부터 노이즈를 완전하고 효과적으로 제거하는 기회는 감소한다. 그럼에도 불구하고, 종래 기술의 시스템에서, 오염된 광 비임이 광 재결합기, 프리즘 및/또는 그와 유사한 것과 같은 부가적인 광학 요소들을 통과하거나 또는 그에 의해 영향을 받은 이후에까지 부가적인 광 성분들은 제거되지 않는다.Unfortunately, however, the light beam passes through or is affected by the optical element, so that polarization of the light tends to interfere. Thus, some of the noise is often indistinguishable from light having a desired image based at least on polarization. Thus, when contaminated light beams pass through or are affected by each successive optical element, the opportunity to completely and effectively remove noise from the light beam based on polarization is reduced. Nevertheless, in prior art systems, the additional light components are not removed until after the contaminated light beam passes through or is affected by additional optical elements such as light recombiners, prisms and / or the like. Do not.

이러한 곤란과 다른 곤란에 더하여, 선행 기술의 시스템들은 종종 빗나간 광의 효과를 받기 쉬운데, 빗나간 광은 바람직스럽지 않게 광학 성분들에 도달할 수 있고 패널에 의해 조절된 광 비임으로 부여된 소망스러운 이미지와 우발적으로 결합될 수 있거나 또는 그렇지 않으면 그러한 이미지를 손상시킬 수 있다. 예를 들면, 출력 광 비임이 투사 렌즈 또는 다른 광학적 성분으로 투과되는 많은 선행 기술의 시스템에 있어서, 그러한 광의 일부는 불행하게도 구성부에 의해 반사되어서 다른 시스템 구성부들로 다시 투과되고 (즉, 역반사되고) 그리고 수광된다. 다음에 반사된 광은 바람직스럽지 않게 소망스러운 광과 재결합될 수 있어서 소망스러운 이미지와, 예를 들면 소망스러운 이미지의 고스트(ghost)를 모두 포함하는 복합적인 광 비임을 발생시킨다. 따라서, 결합된 고스트를 가지는 이미지가 디스플레이로소망스럽지 않게 투과될 수 있다.In addition to these difficulties and other difficulties, prior art systems are often susceptible to the effects of missed light, which is undesirably capable of reaching optical components and the desired image and incidentality imparted by the light beam controlled by the panel. Can be combined or otherwise corrupt such an image. For example, in many prior art systems in which the output light beam is transmitted to the projection lens or other optical component, some of such light is unfortunately reflected by the component and transmitted back to other system components (ie, retroreflective). And received). The reflected light can then be undesirably recombined with the desired light, resulting in a complex light beam containing both the desired image and, for example, the ghost of the desired image. Thus, an image with a combined ghost can be undesirably transmitted to the display.

더욱이, 투과 패널을 채용하는 선행 기술의 칼러 관리 시스템은 종종 투과 패널의 하류에 위치된 광학 구성부들 안의 과도한 열적 조건과 만나게 된다. 이러한 공통적인 문제는 낭비되는 광(waste light)이 조절된 광 비임으로부터 거부되어야 하는 필요성에 의해서 야기되며, 패널이 그러한 낭비되는 광의 제거를 수행하는데 실패하는 경우에 발생할 수 있다. 불행하게도 그러한 상황은 반사 패널보다는 투과 패널에 대하여 훨씬 통상적이다. 특히, 전형적인 칼러 관리 시스템에 있어서, 패널에 의해 수광되는 초기의 광 비임은 고정된 강도 또는 밝기를 유지한다. 초기의 광 비임을 수광한 이후에, 패널은 공간 정보를 다수의 별개 위치들(예를 들면, 픽셀) 각각에 있는 광의 강도를 변조시킴으로써(modulate) 광 비임에 부여한다 (즉, 조절한다(modify)). 통상적으로 반사 패널 시스템은 소망스러운 이미지를 구비하는 광만을 반사시키고(즉, 조사하고), 낭비된 광을 흡수하고, 그리고 발생된 열을 방사시킴으로써 이러한 것을 이루게 된다. 다른 한편으로, 투과 패널은 통상적으로 그것이 수광하는 모든 초기의 광을 실질적으로 투과시키지만, 광 비임의 공간 조절의 선택된 특성(즉, 편광)에 의해서 공간 정보를 부여한다. 따라서, 투과 패널을 채용하는 시스템들은 공간 조절된 특성(예를 들면, 편광)에 기초하여 낭비된 광 (그리고 열)을 거부하도록 하류측의 광학 구성부들에 의존하여야 한다. 그러므로, 낭비된 광이 거부될 때, 열이 발생된다. 특정의 구성부가 다량의 광의 거부를 수용하도록 구성되어야 하는 요건은 종종 이러한 광학적 구성부들에 곤란한 설계 요건을 부과한다.Moreover, prior art color management systems employing transmissive panels often encounter excessive thermal conditions in optical components located downstream of the transmissive panels. This common problem is caused by the need for wasted light to be rejected from the controlled light beam, which can occur if the panel fails to perform the removal of such wasted light. Unfortunately, such a situation is much more common for transmissive panels than for reflective panels. In particular, in a typical color management system, the initial light beam received by the panel maintains a fixed intensity or brightness. After receiving the initial light beam, the panel imparts (ie, modifies) the spatial information to the light beam by modulating the intensity of the light at each of a plurality of distinct locations (eg, pixels). )). Reflective panel systems typically accomplish this by reflecting (ie irradiating) only the light with the desired image, absorbing the wasted light, and radiating the generated heat. On the other hand, the transmissive panel typically transmits substantially all of the initial light it receives, but imparts spatial information by the selected property of the spatial control of the light beam (ie, polarization). Thus, systems employing transmissive panels must rely on downstream optical components to reject wasted light (and heat) based on spatially adjusted characteristics (eg polarization). Therefore, heat is generated when the wasted light is rejected. The requirement that certain components be configured to accommodate large amounts of light rejection often imposes difficult design requirements on these optical components.

또한 자주 주목되는 바로서, 칼러 관리 시스템의 전체적인 크기를 감소시키기 위하여 그리고 커다란 광학 구성부들과 관련된 비용과 곤란성을 최소화시키기 위하여 칼러 관리 시스템을 구비하는 광학 구성부들의 크기를 감소시키는 것이 통상적으로 소망스럽다. 따라서, 칼러 관리 시스템에 광학 구성부들 및, 완성된 칼러 관리 시스템에 관하여 감소된 크기를 제공하는 시스템과 방법을 가질 수 있는 것이 유리하다.Also often noted, it is usually desirable to reduce the size of the optical components with color management system to reduce the overall size of the color management system and to minimize the cost and difficulty associated with large optical components. . Thus, it would be advantageous to have a system and method that provide optical components to the color management system and reduced size with respect to the finished color management system.

따라서, 높은 플럭스의 투사 시스템에서 사용될 수 있으면서 높은 콘트라스트 이미지를 발생시키고 감소된 복굴절의 감도와 향상된 내구성으로써 광범위한 열적 환경에서 동시에 기능하는 높은 플럭스의 투사 시스템에서 사용될 수 있는 칼러 관리 시스템을 가지는 것이 유리하다. 또한 값비싸고, 고율이며, 낮은 복굴절의 유리를 필요로 하지 않거나, 또는 플레이트 구성에서 비임스플리터를 편향시킴으로써 발생된 광학 수차를 특히 받아들이지 않으면서, 상기의 목적들을 달성할 수 있는 칼러 관리 시스템을 가지는 것이 더욱 유리하다. 또한 빗나간 광(stray light)에 의해 야기된 고스트 또는 다른 소망스럽지 않은 이미지를 제거하거나 감소시키면서 이러한 목적들을 달성할 수 있는 칼러 관리 시스템을 가지는 것이 더욱 유리하다. 또한 투과 패널과 관련된 과도한 온도 환경의 곤란성을 경감시키면서 투과 패널 시스템에서 이러한 목적들을 달성할 수 있는 칼러 관리 시스템을 가지도록 하는 것이 더욱 유리하다.Thus, it is advantageous to have a color management system that can be used in high flux projection systems that can be used in high flux projection systems while generating high contrast images and functioning simultaneously in a wide range of thermal environments with reduced birefringence sensitivity and enhanced durability. . It would also be desirable to have a color management system capable of achieving the above objectives, without requiring expensive, high rate, low birefringent glass, or without particularly accepting the optical aberrations generated by deflecting the beam splitter in a plate configuration. More advantageous. It is also more advantageous to have a color management system that can accomplish these purposes while eliminating or reducing ghosts or other undesirable images caused by stray light. It is also more advantageous to have a color management system that can achieve these objectives in a transmissive panel system while alleviating the difficulty of excessive temperature environments associated with the transmissive panel.

본 발명은 전체적으로 투사 디스플레이용 칼러 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력 조명을 분리된 칼러 채널로 분리시키고, 공간 정보를 각각의 분리 채널상에 중첩시키고, 광 비임의 초점을 맞추고, 원하지 않는 노이즈를 제거하거나 감소시키고, 분리된 칼러 채널을 재결합시켜서 높은 콘트라스트의, 완전한 칼러인 이미지 투사를 용이하게 하는 시스템의 안으로 피일드 렌즈를 통합시키기 위한 시스템과 방법에 관한 것이다.The present invention relates generally to a color management system for projection displays, and more particularly to separating input illumination into separate color channels, superimposing spatial information on each separate channel, focusing the light beam, and A system and method for incorporating a feed lens into a system that eliminates or reduces noise and recombines separate color channels to facilitate high contrast, full color image projection.

본 발명의 상기 목적들과 특징들은 다음의 도면을 참조하여 고려된 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이며, 여기에서 동일한 번호들은 동일한 요소를 나타낸다.The above objects and features of the present invention will be more clearly understood from the following detailed description considered with reference to the following drawings, wherein like numerals represent like elements.

도 1 은 종래 기술의 칼러 관리 시스템을 도시한다.1 illustrates a prior art color management system.

도 2 는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 칼러 관리 시스템을 도시한다.2 illustrates a color management system in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

도 3 은 본 발명에 따른 예시적인 방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flow chart illustrating an exemplary method in accordance with the present invention.

도 4 는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 칼러 관리 시스템을 도시한다.4 illustrates a color management system in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

도 5 는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 칼러 관리 시스템을 도시한다.5 illustrates a color management system in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

도 6 은 본 발명의 예시적인 구현예에 따라서 근접하게 결합된 피일드 렌즈(field lens)를 가지는 이미지 동화기를 가진 칼러 관리 시스템을 도시한다.FIG. 6 illustrates a color management system with an image ascertainer having a closely coupled field lens in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 방법과 장치는 선행 기술의 많은 단점을 해결한다. 본 발명의 다양한 특징에 따라서, 향상된 방법과 장치는 투사 디스플레이 시스템을 위한 칼러 관리를 용이하게 한다. 본 발명의 효과적인 칼러 관리는 현저하게 비용을 감소시키면서, 향상된 콘트라스트, 복굴절의 감도 및, 내구성으로써 높은 플럭스의 투사 시스템에서 사용되는데 적절하다. 더욱이, 본 발명은 값비싸고, 고율이며, 낮은 복굴절의 유리 없이도 부정적인 열적 환경에서 사용되기에 적절한 칼러 관리를 제공한다.The method and apparatus of the present invention solve many of the disadvantages of the prior art. In accordance with various aspects of the present invention, improved methods and apparatus facilitate color management for projection display systems. The effective color management of the present invention is suitable for use in high flux projection systems with improved contrast, birefringence sensitivity, and durability while significantly reducing costs. Moreover, the present invention provides color management suitable for use in negative thermal environments without expensive, high rate, low birefringent glass.

본 발명의 예시적인 구현예에 따르면, 칼러 관리 시스템은 공간 정보를 가진 광 비임을 발생시키도록 구성된 2 개 또는 그 이상의 패널과, 광 비임들이 패널로부터 조사될 때 광 비임을 수광하도록 위치된 2 개 또는 그 이상의 대응하는 분광기들을 구비한다. 이미지 동화기들은 각각 광 비임을 반사 패널로 투과시키고 패널로부터 반사된 조절된 광 비임을 수광하도록 위치된 피일드 렌즈(field lens)를 구비한다. 각각의 피일드 렌즈는 수렴하는 원추의 광(converging cone of light)을 발생시키도록 조절된 광 비임의 초점을 맞추도록 구성되는데, 상기 광 비임은 다음에 감소된 직경을 가진 하류측의 구성부에 의해 수광될 수 있다. 분광기는 예를 들면 광 결합기와 같은 다른 광학 요소를 통하여 광이 통과하기 전에 광 비임을 이미지 동화기로부터 직접적으로 수광하도록 위치된다. 분광기들은 유입되는 광 비임에 비하여 향상된 콘트라스트를 가진 필터링(filtering)된 광 출력을 발생시키도록 구성된다. 이미지 동화기들로부터 직접적으로, 즉, 다른 광학 요소를 통하여 통과하기 전에 광 비임을 수광하도록 분광기를 위치시킴으로써, 분광기들은 노이즈가 구별될 수 없어지기 전에 소망스러운 이미지를 포함하는 광으로부터 실질적으로 모든노이즈를 편광에 기초하여 제거할 수 있다. 따라서, 이러한 구현예는 종래 기술의 시스템에 비하여 극적으로 향상된 콘트라스트의 레벨과 어두운 상태의 균일성을 가진 이미지를 발생시킨다.According to an exemplary embodiment of the invention, the color management system comprises two or more panels configured to generate light beams with spatial information and two positioned to receive the light beams when they are irradiated from the panel. Or more corresponding spectrometers. The imagers each have a field lens positioned to transmit the light beam to the reflective panel and to receive the adjusted light beam reflected from the panel. Each feed lens is configured to focus a beam of light adjusted to produce a converging cone of light, which is then directed to a downstream component with a reduced diameter. Can be received by. The spectrometer is positioned to receive light beams directly from the imager before light passes through other optical elements such as, for example, light combiners. The spectrometers are configured to generate filtered light output with improved contrast compared to the incoming light beam. By positioning the spectroscope directly from the image analyzers, i.e., to receive the light beam before passing through other optical elements, the spectroscopy substantially eliminates all noise from the light containing the desired image before the noise becomes indistinguishable. It can be removed based on polarization. Thus, this embodiment produces an image with a dramatically improved level of contrast and uniformity of the dark state compared to prior art systems.

본 발명의 다른 예시적인 구현예에 따라서, 각각의 분광기는 1/2 지연기 또는 1/4 지연기(retarder)와 같은 광학 지연 요소를 구비할 수 있다. 필터가 광학 지연 요소를 구비하는 경우에, 유출되는 광이 실질적으로 선형으로 편광되도록 그리고 더욱이 각각의 칼러 대역에 대한 편광축이 실질적으로 각각의 다른 칼러 대역의 편광축과 같아지도록, 지연 요소는 이미지 동화기로부터 유출되는 광의 편광을 선택적으로 조절하도록 구성될 수 있다. 그러한 광학 지연 요소들은, 회전이 이미지 동화기 안의 잔류하는 지연에 조화되도록, 예를 들면, 패널의 광학 지연을 실질적으로 보상하도록 요구되는 범위에 따라서, 예를 들면 15 나노미터 내지 350 나노미터 사이의 광학 지연과 같은 특정의 광학 지연을 나타내게끔 선택될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 선택적으로는, 광학 지연 요소의 특징에 따라서, 분광기가 광 출력으로부터 소정의 파장 또는 파장의 대역의 광을 제거하도록 구성될 수 있다.According to another exemplary embodiment of the invention, each spectrometer may be equipped with an optical retardation element such as a half retarder or a quarter retarder. When the filter has an optical retardation element, the retardation element is arranged so that the outgoing light is substantially linearly polarized and furthermore the polarization axis for each color band is substantially equal to the polarization axis of each other color band. And to selectively adjust the polarization of the light exiting from it. Such optical retardation elements may, for example, be between 15 nanometers and 350 nanometers, depending on the range required to substantially compensate for the optical delay of the panel, such that rotation is matched to the remaining delay in the imager. It should be noted that it may be chosen to represent a particular optical delay, such as an optical delay. Optionally, depending on the characteristics of the optical retardation element, the spectrometer may be configured to remove light of a predetermined wavelength or band of wavelengths from the light output.

예시적인 구현예에 있어서, 칼러 관리 시스템은 단일의 패널을 구비하거나, 또는 2 개 또는 그 이상의 패널을 구비할 수 있는데, 각각의 패널은 분리된 광 성분을 수광하여 조사한다(emit). 이러한 구현예에 따라서, 분리된 광 성분들이 광원으로부터 비롯될 수 있었는데, 광원으로부터 광 비임이 하나 또는 그 이상의 광 분리기에 의해 수광되었다. 각각의 그러한 광 분리기는 2 개 또는 그 이상의 성분들을 구비하는 광 입력을 수광하도록 위치되며, 각각의 그러한 광 분리기는 성분들을 서로 분리시키도록, 그리고 하나 또는 그 이상의 성분들을 각각 구비하는 2 개 또는 그 이상의 광 비임을 조사하도록 구성된다.In an exemplary embodiment, the color management system may have a single panel, or two or more panels, each panel receiving and emitting separate light components. According to this embodiment, separate light components could originate from the light source, from which the light beam was received by one or more light splitters. Each such optical splitter is positioned to receive a light input having two or more components, each such optical separator separates the components from each other, and two or more each having one or more components. It is configured to irradiate the above light beams.

예시적인 구현예에 있어서, 칼러 관리 시스템은 제 3 의 광 성분을 수광하고 조사하도록 제 3 의 패널을 더 구비할 수 있다. 이러한 구현예에 있어서, 부가적인 광 분리기는 제 1 의 광 분리기로부터 하나 또는 그 이상의 광 비임을 수광하도록 위치되며, 부가적인 광 분리기는 제 1 의 광 분리기에 의해 조사된 광을 2 개의 부가적인 성분들로 더 분리하도록 구성된다. 각각의 광 분리기는 다이크로익 비임스플리터, 광학 지연기와 결합된 다이크로익 프리즘, 플레이트 다이크로익 비임스플리터, 및/또는 편광 비임스플리터를 구비할 수 있으며, 이들은 와이어 격자 편광기(wire grid polarizer)를 더 구비할 수 있다. 각각의 광 분리기는 적색 광 출력, 녹색 광 출력, 청색 광 출력, 또는 녹색 광과 청색 광을 구비하는 청록 광 출력을 발생시키도록 구성될 수 있다.In an exemplary embodiment, the color management system may further include a third panel to receive and illuminate the third light component. In this embodiment, the additional optical splitter is positioned to receive one or more light beams from the first optical splitter, wherein the additional optical splitter receives two additional components of the light irradiated by the first optical splitter. Are further configured to separate. Each optical splitter may have a dichroic beam splitter, a dichroic prism coupled to an optical retarder, a plate dichroic beam splitter, and / or a polarizing beam splitter, which may comprise a wire grid polarizer. It may be further provided. Each light separator may be configured to generate a red light output, a green light output, a blue light output, or a cyan light output having green and blue light.

예시적인 구현예에 있어서, 칼러 관리 시스템은 하나 또는 그 이상의 이미지 동화기를 구비할 수 있는데, 각각은 광 성분과 관련된다. 각각의 그러한 이미지 동화기는 유입되는 광 비임의 편광을 소정의 방식으로 조절하고 그리고 공간 정보를 구비하는 광 비임을 발생시키기 위하여 광 비임상에 공간 정보를 중첩시키도록 구성된 반사 공간 광 변조기를 구비할 수 있다. 각각의 그러한 반사 이미지 동화기는 유입되는 광 비임을 실질적으로 투과시켜서 반사 디스플레이 패널에 의해 수광되게 하고, 반사 디스플레이 패널로부터의 조절된 광 비임을 수광하고, 그리고 조절된광 비임을 분광기에 의해 직접적으로 수광되도록 조사하게끔 구성된다. 그러한 구성에 있어서, 반사 패널은 공간 정보를 구비한 조절된 광 비임을 발생시키므로, 패널도 낭비된 광을 필터링시키고 거부한다.In an exemplary embodiment, the color management system may be provided with one or more image analyzers, each associated with a light component. Each such imager may comprise a reflective spatial light modulator configured to adjust the polarization of the incoming light beam in a predetermined manner and to superimpose the spatial information on the light beam to generate an optical beam having spatial information. have. Each such reflective imager substantially transmits the incoming light beam to be received by the reflective display panel, receives the adjusted light beam from the reflective display panel, and receives the adjusted light beam directly by the spectrometer. It is configured to investigate as much as possible. In such a configuration, the reflective panel generates an adjusted light beam with spatial information, so the panel also filters and rejects wasted light.

대안으로서, 각각의 이미지 동화기는 투과 공간 광 변조기를 구비할 수 있는데, 이것은 공간 정보를 구비하는 광 비임을 발생시키기 위하여 광 비임상에 공간 정보를 중첩시키고 그리고 소정의 방식으로 유입 광의 편광을 조절하도록 유사하게 구성될 수 있다. 각각의 그러한 투과 이미지 동화기는 유입 광 비임을 수광하고, 공간 정보를 광 비임상에 중첩시키며, 조절된 광 비임을 발생시키도록 낭비된 광을 선택적으로 거부하거나 또는 필터링시키며, 분광기에 의해 직접적으로 수광되어야 하는 조절된 광 비임을 조사하도록 구성된다.Alternatively, each imager can be equipped with a transmissive spatial light modulator, which superimposes spatial information on the optical beam to generate an optical beam with spatial information and adjusts the polarization of the incoming light in some manner. It may be configured similarly. Each such transmissive imager receives incoming light beams, superimposes spatial information on the light beams, selectively rejects or filters wasted light to generate a controlled light beam, and directly receives by a spectrometer It is configured to illuminate a controlled light beam that should be.

공간 광 변조기에 더하여, 각각의 이미지 동화기는 플레이트 다이크로익 비임스플리터, 광학 지연기에 결합된 다이크로익 프리즘, 및/또는 와이어 격자 편광기를 더 구비할 수 있는 편광 비임스플리터를 구비할 수 있다. 위에서 개략적으로 설명된 바와 같이, 반사 패널에 있어서, 패널은 낭비된 광을 거부하도록 구성될 수 있다. 그러나 투과 패널 구성에 있어서, 패널은 낭비된 광을 필터링하고 거부하도록 구성될 수 없지만, 단지 그것의 편향을 조절하도록 구성될 수 있다. 따라서, 그러한 필터링이 되지 않는 투과 패널을 구비하는 이미지 동화기는 낭비된 광의 분리기를 구비할 수도 있다. 예를 들면, 예시적인 구현예에 있어서, 낭비된 광의 분리기는 투과 디스플레이 패널로부터 조사된 변조된 광 비임을 수광하고 그리고 편광에 기초하여 소망스럽지 않은 낭비된 광을 선택적으로 거부하도록 위치된 와이어격자 편향기를 구비할 수 있다.In addition to the spatial light modulator, each imager may include a polarizing beamsplitter that may further include a plate dichroic beamsplitter, a dichroic prism coupled to an optical retarder, and / or a wire grating polarizer. As outlined above, in a reflective panel, the panel can be configured to reject wasted light. However, in a transmissive panel configuration, the panel cannot be configured to filter and reject wasted light, but can only be configured to adjust its deflection. Thus, an imager having a transmissive panel that is not filtered may be provided with a separator of wasted light. For example, in an exemplary embodiment, the separator of wasted light is positioned to receive modulated light beams irradiated from the transmissive display panel and to selectively reject unwanted wasted light based on polarization. A group can be provided.

예시적인 구현예에 있어서, 칼러 관리 시스템은 분광기로부터 조사된 필터링된 광 비임을 수광하도록 위치된 광 결합기를 구비하는데, 이것은 이미지 동화기로부터 직접적으로 광을 수광한다. 광 결합기는 단일의 필터링된 광 출력을 발생시키도록 필터링된 광 출력을 결합하게끔 구성된다. 광 결합기는 다이크로익 비임스플리터 또는 x-프리즘을 구비할 수 있다. 광 결합기가 x-프리즘이라면, 이것은 하나 또는 그 이상의 다이크로익 필터들을 구비할 수 있으며 또한 편광 비임스플리터를 구비할 수도 있다. 위에서 간단하게 설명된 바와 같이, 이미지 동화기가 투과 패널을 구비하지만, 이미지 분광기 또는 광 결합기와 같은 하류측의 구성부들로 투과되기 이전에 낭비된 광을 완전하거나 또는 효과적으로 분리하는데 실패하는 칼러 관리 시스템에 있어서, 그러한 구성부들은 투과된 부가적인 낭비의 광들과 관련된 열적 부하의 증가를 수용하도록 구성되어야 한다. 이미지 동화기가 편광 비임스플리터와 같이, 낭비된 광을 분리시키고 거부하기 위한 유효부를 구비하는 투과 패널 시스템에 있어서, 분광기 또는 광 결합기와 같은 하류측의 구성부들은 감소된 열적 부하를 수용하도록 구성될 수 있다.In an exemplary embodiment, the color management system has a light coupler positioned to receive the filtered light beam irradiated from the spectrometer, which receives light directly from the image imager. The light combiner is configured to combine the filtered light outputs to produce a single filtered light output. The optical coupler may have a dichroic beamsplitter or x-prism. If the optical coupler is an x-prism, it may have one or more dichroic filters and may also have a polarizing beam splitter. As briefly described above, the imager is equipped with a transmissive panel, but fails to completely or effectively separate the wasted light before it is transmitted to downstream components such as an image spectrometer or light combiner. As such, such components must be configured to accommodate the increase in thermal load associated with the additional wasted light transmitted. In a transmission panel system in which an imager has an effective portion for separating and rejecting wasted light, such as a polarizing beam splitter, downstream components such as a spectrometer or light coupler may be configured to accommodate a reduced thermal load. have.

칼러 관리 시스템은 이미지를 투사하기 위한 공간 정보를 포함하는 출력 광 비임을 투사하는 투사 렌즈를 구비할 수도 있다. 예시적인 구현예에 있어서, 칼러 관리 시스템은 투사 렌즈 또는 다른 광학 구성부에 의해 반사될 수 있는 그 어떤 광이라도 격리시키도록 그리고 그러한 빗나간 광이 시스템의 광 결합기 또는 다른 광학 구성부에 의해 수광되는 것을 방지하도록 그리고 조절된 광 비임과 재결합되는 것을 방지하도록 위치된 광학 격리기를 구비할 수 있다. 따라서, 광학 격리기는 원하지 않는 고스트 이미지(ghost image)와 다른 소망스럽지 않은 빗나간 광의 효과를 제거하거나 또는 감소시키는데 효과적일 수 있다.The color management system may be provided with a projection lens for projecting an output light beam containing spatial information for projecting an image. In an exemplary embodiment, the color management system is adapted to isolate any light that may be reflected by the projection lens or other optical component and that such missed light is received by the optical combiner or other optical component of the system. And an optical isolator positioned to prevent and recombine with the adjusted light beam. Thus, the optical isolator can be effective to eliminate or reduce the effects of unwanted ghost images and other undesirable missed light.

본 발명의 예시적인 구현예에 따라서, 투사 시스템을 위한 칼러 관리를 용이하게 하는 방법이 제공되는데, 이것은 공간 정보와 노이즈를 가진 2 개 또는 그 이상의 입력 광 비임을 관련된 이미지 동화기로부터 직접적으로 수광하는 단계, 각각의 광 비임에서 공간 정보로부터 노이즈를 분리시키는 단계 및, 공간 정보를 포함하는 필터링된 광 출력을 조사하는 단계를 구비하고, 그에 의해서 출력 광 비임은 입력 광 비임에 비하여 향상된 콘트라스트를 가진다. 본 발명의 예시적인 구현예에 따라서, 투사 시스템을 위한 칼러 관리를 용이하게 하는 방법은 조절된 광 비임에 비하여 향상된 콘트라스트를 가진 광 비임을 발생시키도록, 상기 광 비임을 필터링하기 전에 조절된 광 비임으로부터 낭비된 광을 거부하는 단계를 구비할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a method is provided for facilitating color management for a projection system, which directly receives two or more input light beams with spatial information and noise from an associated imager. Separating the noise from the spatial information at each light beam, and illuminating the filtered light output comprising the spatial information, whereby the output light beam has improved contrast compared to the input light beam. According to an exemplary embodiment of the present invention, a method of facilitating color management for a projection system is a light beam that has been adjusted prior to filtering the light beam to produce a light beam with enhanced contrast compared to a controlled light beam. Rejecting wasted light therefrom.

여기에서 사용되는 바로서, "성분"이라는 용어는 광 투과의 일부를 지칭한다. 예를 들면, 광 투과가 가시 스펙트럼에서 다양한 파장의 광 (예를 들면, 청색, 적색 및, 녹색)을 포함하는 경우에, 광 투과는 복수개의 성분들로 분리될 수 있으며, 그 각각은 가시 스펙트럼에 있어서 청색, 적색 또는 녹색과 같은 파장의 범위(즉, 칼러 대역)에 대응한다. 다른 예로서, 광 투과는 일 평면 또는 그 이상의 평면에서 배향된 편광된 광을 구비할 수 있다.As used herein, the term "component" refers to a portion of light transmission. For example, where the light transmission includes light of various wavelengths (eg, blue, red and green) in the visible spectrum, the light transmission can be separated into a plurality of components, each of which is visible spectrum Corresponding to a range of wavelengths (ie, color bands) such as blue, red, or green. As another example, the light transmission may have polarized light oriented in one or more planes.

따라서, 관련된 이미지 동화기들로부터 직접적으로 광 비임을 수광하도록 우치된 근접하게 결합된 분광기들의 사용은 칼러 관리 시스템이 각각의 이미지 동화기에 의해서 광 비임상에 부여된 노이즈의 실질적인 부분을 효과적으로 제거할 수 있게 하고 그리고 종래 기술에 비해 우수한 콘트라스트를 가진 출력 비임을 발생하게 한다. 더욱이, 본 발명은 편광 의존 요소들과 다이크로익 요소들을 채용하여 입력 광을 복수개의 칼러 대역(color band)으로 분리시킬 수 있는데, 복수개의 칼러 대역에서 공간 정보는 대응하는 복수개의 마이크로디스플레이에 의해 중첩될 수 있으며, 조절된 칼러 대역들은 높은 콘트라스트의 완전한 칼러 투사 이미지를 발생시키도록 재결합된다.Thus, the use of closely coupled spectrometers arranged to receive light beams directly from the associated imagers allows the color management system to effectively remove a substantial portion of the noise imparted to the light beams by each imager. And generate an output beam with better contrast compared to the prior art. Furthermore, the present invention employs polarization dependent elements and dichroic elements to separate the input light into a plurality of color bands, wherein spatial information in the plurality of color bands is determined by a corresponding plurality of microdisplays. Overlapping, the adjusted color bands are recombined to produce a high contrast complete color projection image.

본 발명은 여기에서 다양한 기능상의 요소들 및/또는 다양한 처리 단계에 관해서 설명될 수 있다. 그러한 기능상의 요소들은 특정의 기능을 수행하도록 구성된 다수의 소프트웨어, 하드웨어, 전기, 광학 및/또는 구성상의 요소들에 의해서 실현될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 다양한 광학 및/또는 디지털 전기 요소들을 채용할 수 있으며, 그것의 값은 의도된 다양한 목적에 적절하게 구성될 수 있다. 더욱이, 본 발명은 그 어떤 광학상의 적용예에서도 실시될 수 있다. 그러나, 단지 예시적인 목적을 위해서, 본 발명의 예시적인 구현예들이 투사 디스플레이와 관련하여 여기에서 설명될 것이다. 더욱이, 다양한 요소들이 예시적인 광학 시스템 안의 다른 요소들과 적절하게 결합되거나 또는 연결될 수 있는 반면에, 그러한 연결과 결합들은 요소들 사이의 직접적인 연결에 의하거나, 또는 그 사이에 위치된 다른 요소들과 장치를 통한 연결에 의해 실현될 수 있다.The invention may be described herein in terms of various functional elements and / or various processing steps. Such functional elements may be realized by a number of software, hardware, electrical, optical, and / or structural elements configured to perform a particular function. For example, the present invention may employ various optical and / or digital electrical elements, the values of which may be appropriately configured for the various intended purposes. Moreover, the present invention may be practiced in any optical image application. However, for illustrative purposes only, exemplary embodiments of the present invention will be described herein in connection with a projection display. Moreover, while various elements may be appropriately combined or connected with other elements in the exemplary optical system, such connections and combinations may be by direct connection between the elements, or with other elements located therebetween. It can be realized by a connection via a device.

위에서 설명된 바와 같이, 종래 기술의 칼러 관리 시스템은 광 강도에서의 제한, 고비용, 불량한 이미지 콘트라스트, 과도한 복굴절 감도 및, 내구성의 결여와 같은 단점을 가진다. 이러한 단점을 극복하려는 종래 기술의 시도는 고가이고, 고율(high-index)이며, 낮은 복굴절의 유리를 포함하였다. 그러나, 이러한 비싼 재료를 사용함에도 불구하고, 불량한 이미지 콘트라스트, 열적으로 유도된 복굴절은 대략 500 루멘(lumen) 이상인 광 강도 레벨에서 문제로 남는다.As described above, prior art color management systems have disadvantages such as limitations in light intensity, high cost, poor image contrast, excessive birefringence sensitivity, and lack of durability. Prior art attempts to overcome these shortcomings have included expensive, high-index, low birefringent glass. However, despite the use of such expensive materials, poor image contrast, thermally induced birefringence, remains a problem at light intensity levels above about 500 lumens.

본 발명의 다양한 특징에 따라서, 향상된 칼러 관리 시스템이 제공되는데, 이것은 값비싸고 고율이며 복굴절인 유리를 필요로 하지 않으면서 부정적인 열적 환경에서 사용되기에 적절한 칼러 관리 시스템을 용이하게 하고 이미지 콘트라스트를 향상시키는 것이다. 본 발명은 분광기(analyzer)를 이미지 동화기(imageassimilator)에 근접하게 결합시키는 시스템 또는 방법을 포함한다. 또한 본 발명은 이미지 동화기로부터 직접적으로 광 비임을 수광하는 분광기를 위한 그 어떤 적절한 시스템 또는 방법을 포함하며, 그리고 특정의 구현예에서는 이미지 동화기로부터 직접적으로 2 개 또는 그 이상의 광 비임을 수광하는 분광기를 위한 그 어떤 적절한 시스템 또는 방법을 포함한다. 본 발명의 예시적인 구현예에 따라서, 입력 조명광은 복수개의 상이한 칼러 대역(band)으로 분리되고 대응하는 필터에 의해 제공되는 노이즈의 감소 및, 대응하는 복수개의 마이크로디스플레이에 의한 공간 정보의 중첩 이후에 다시 재결합됨으로써, 실질적으로 완전한 칼러의, 높은 콘트라스트의 이미지를 발생시킨다. 결과적으로, 본 발명의 유효한 칼러 관리는 감소된, 향상된 콘트라스트, 감소된 복굴절 감도, 어두운 상태에서의 향상된 균일성 및, 향상된 내구성을 가지고 높은 루멘의 투사 시스템에서 사용되기에 적절하다. 더욱이, 본 발명은 고비용이고 고율이며 낮은 복굴절의 유리를 필요로 하지 않으면서 부정적인 열 환경에서 사용되는 것에 적절한 칼러 관리를 제공한다.In accordance with various aspects of the present invention, an improved color management system is provided that facilitates color management systems suitable for use in negative thermal environments and improves image contrast without requiring expensive, high rate, birefringent glass. will be. The present invention includes a system or method for coupling an analyzer in close proximity to an imageassimilator. The invention also encompasses any suitable system or method for a spectrometer that receives light beams directly from an imager, and in certain embodiments receives two or more light beams directly from an imager. Any suitable system or method for the spectrometer. According to an exemplary embodiment of the present invention, the input illumination light is divided into a plurality of different color bands and after reduction of noise provided by the corresponding filter and superposition of spatial information by the corresponding plurality of microdisplays. Recombination again produces a substantially full color, high contrast image. As a result, the effective color management of the present invention is suitable for use in high lumen projection systems with reduced, improved contrast, reduced birefringence sensitivity, improved uniformity in the dark state, and improved durability. Moreover, the present invention provides color management suitable for use in negative thermal environments without the need for high cost, high rate and low birefringence glasses.

일 구현예에 있어서, 도 2를 참조하면, 예시적인 칼러 관리 시스템(200)은 광 분리기(220), 제 1 이미지 동화기(230), 제 2 이미지 동화기(240), 제 1 분광기(235), 제 2 분광기(245) 및, 광 결합기(250)를 구비한다. 이러한 구현예에 따라서, 광 분리기(220)는 광원으로부터 광 비임(210)을 수광하고, 광 비임(210)을 2 개 또는 그 이상의 구성부(212,214,216)로 분리시키며, 2 개 또는 그 이상의 광 비임(222,224)을 조사하는데, 광 비임은 각각은 하나 또는 그 이상의 성분을 구비한다. 예를 들면, 도 2 에 도시된 바와 같이, 광 분리기(220)는 제 1 성분 및, 제 2성분을 구비하는 광 입력(210)을 수광하도록 위치되어 있다. 광 분리기(220)는 상기 제 1 성분을 상기 제 2 성분으로부터 분리하여 상기 제 1 성분(212)을 구비하는 제 1 광 비임(222)과 상기 제 2 성분(214)과 제 3 성분(216)을 구비하는 제 2 광 비임(224)을 조사하도록 구성된다. 광 분리기(220)는 제 2 평면으로 배향된 광으로부터 제 1 평면으로 배향된 광을 분리하고 제 1 평면(212)으로 배향된 광을 포함하는 제 1 광 비임(222)과 제 2 평면(214)으로 배향된 광을 포함하는 제 2 광 비임(224)을 조사하도록 구성된 편광 비임스플리터(beam-splitter)를 구비할 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 광 분리기(220)는 다이크로익 미러(dichroic mirror), 다이크로익 비임스프리터, 광학 지연기(optical retarder)와 결합된 다이크로익 프리즘, 플레이트 다이크로익 비임스프리터, 또는 편광 비임스플리터를 구비할 수 있으며, 이들은 와이어 격자 편광기를 더 구비할 수 있다. 광 분리기(220)는 적색광 출력, 녹색광 출력, 청색광 출력, 및/또는 녹색광과 청색광을 포함하는 청록색 광 출력을 발생하도록 구성될 수 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 광 분리기(220)는 변조된 입력 광 비임(210)을 수광하고 2 개의 출력 광 비임(222,224)을 조사한다. 제 1 의 출력 광 비임(222)은 편광된 광 성분(212)을 포함한다. 제 2 의 출력 광 비임(224)은 제 1 광 비임(222)의 편광된 광 성분(212)에 실질적으로 직교하는 편광된 광 성분(214)을 포함한다.In one embodiment, referring to FIG. 2, an exemplary color management system 200 includes an optical separator 220, a first image imager 230, a second image imager 240, and a first spectrometer 235. ), A second spectrometer 245, and an optical coupler 250. According to this embodiment, the light splitter 220 receives the light beam 210 from the light source, splits the light beam 210 into two or more components 212, 214, 216, and two or more light beams. (222, 224), wherein the light beams each have one or more components. For example, as shown in FIG. 2, the light separator 220 is positioned to receive a light input 210 having a first component and a second component. The optical separator 220 separates the first component from the second component and includes a first light beam 222 and a second component 214 and a third component 216 having the first component 212. It is configured to irradiate the second light beam 224 having a. The light separator 220 separates the light oriented in the first plane from the light oriented in the second plane and includes a first light beam 222 and a second plane 214 that include light oriented in the first plane 212. It should be noted that it may have a polarizing beam-splitter configured to irradiate a second light beam 224 that includes light oriented in. Optical separator 220 may include a dichroic mirror, a dichroic beam splitter, a dichroic prism combined with an optical retarder, a plate dichroic beam splitter, or a polarizing beam splitter. And may further comprise a wire lattice polarizer. The light separator 220 may be configured to generate a red light output, a green light output, a blue light output, and / or a cyan light output including green and blue light. As shown in FIG. 2, optical splitter 220 receives modulated input light beam 210 and irradiates two output light beams 222, 224. The first output light beam 222 includes polarized light components 212. Second output light beam 224 includes polarized light component 214 substantially orthogonal to polarized light component 212 of first light beam 222.

광 분리기(220)는 광을 발생시키도록 구성될 수도 있는데, 칼러 이미지는 광의 칼러를 분리된 분광 대역들로 일시적으로 변조시킴으로써 칼러 이미지가 발생되며, 상기 분광 대역들은 백색광 출력과 같은 소망하는 출력을 발생시키도록 재결합될 수 있는 적색, 녹색 및, 청색이나 또는 그 어떤 다른 결합으로 구성될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 광 분리기(220)는 변조된 입력 광 비임(210)을 수광하고 2 개의 출력 광 비임(222,224)을 조사하도록 구성된 편광 플레이트 비임스플리터이다. 제 1 의 출력 광 비임(222)은 편광된 광 성분(212)을 구비한다. 제 2 의 출력 광 비임(224)은 편광된 광 성분(214)을 구비하며 이것은 제 1 광 비임(222)의 편광된 광 성분(212)에 실질적으로 직교한다.The light separator 220 may be configured to generate light, where the color image is generated by temporarily modulating the color of the light into separate spectral bands, the spectral bands producing a desired output such as white light output. It should be noted that it may consist of red, green and blue or any other combination that can be recombined to generate. As shown in FIG. 2, optical splitter 220 is a polarizing plate beamsplitter configured to receive modulated input light beam 210 and irradiate two output light beams 222, 224. The first output light beam 222 has a polarized light component 212. The second output light beam 224 has a polarized light component 214 which is substantially orthogonal to the polarized light component 212 of the first light beam 222.

일반적으로, 편광 비임 스플리터(220)는 광(210)의 입사된 비임을 광(222,224)의 2 개의 출사되는 선형의 편광 비임으로 분리하도록 구성된 소자라는 점이 주목되어야 한다. 그러한 것으로서, 편광 비임스플리터(220)는 광(210)을 상이한 칼러(212,214)의 성분으로 분리하도록 구성된 코팅을 가진 다이크로익 미러를 구비할 수 있다. 예를 들면, 통상적인 코팅은 박막 유전체 코팅일 수 있다. 다른 구현예에서, 편광 비임스플리터(220)는 예를 들면 칼러 또는 편광에 기초하여 광을 상이한 성분(212,214)들로 분리하도록 구성된 코팅을 가진 유전성 비임스플리터일 수 있다.In general, it should be noted that polarizing beam splitter 220 is a device configured to separate the incident beam of light 210 into two exiting linear polarizing beams of light 222, 224. As such, polarizing beamsplitter 220 may include a dichroic mirror having a coating configured to separate light 210 into components of different colors 212 and 214. For example, conventional coatings may be thin film dielectric coatings. In another embodiment, polarizing beamsplitter 220 may be a dielectric beamsplitter with a coating configured to separate light into different components 212, 214 based on color or polarization, for example.

본 발명에 따라서, 편광 비임스플리터(220)는 제 1 평면으로 배향된 편광을 제 2 평면으로 배향된 편광으로부터 분리하도록 구성된다. 예시적인 구현예에서, 편광 비임스플리터(220)는 제 1 평면(212)으로 배향된 편광을 제 1 방향으로 조사하고 제 2 평면(214)으로 배향된 편광을 제 2 방향으로 조사하도록 구성될 수 있으며, 제 1 방향은 제 1 방향에 실질적으로 직교한다. 다른 예시적인 구현예에서, 비임스플리터(220)는 도 2 에 도시된 바와 같이, 제 2 평면(21)으로 배향된 편광을실질적으로 투과시키고 제 1 평면(212)으로 배향된 편광을 실질적으로 반사시키도록 구성될 수 있다.In accordance with the present invention, polarization beamsplitter 220 is configured to separate polarized light oriented in the first plane from polarized light oriented in the second plane. In an exemplary embodiment, polarization beamsplitter 220 may be configured to irradiate polarized light oriented in first plane 212 in a first direction and irradiate polarized light oriented in second plane 214 in a second direction. And the first direction is substantially orthogonal to the first direction. In another exemplary embodiment, the beam splitter 220 substantially transmits the polarized light oriented in the second plane 21 and substantially reflects the polarized light oriented in the first plane 212, as shown in FIG. 2. It can be configured to.

다른 구현예에 있어서, 편광 비임스플리터(220)는 제 2 평면으로 배향된 편광을 실질적으로 반사시키고 제 1 평면으로 배향된 편광을 실질적으로 투과시키도록 구성될 수 있다. 본 발명에 따르면, 복수개의 폴드 미러(fold mirror)가 채용되어서 칼러 관리 시스템의 요소들 사이에서 다양한 광 비임들을 배향시킬 수 있다. 여기에서 사용되는 바로서, 폴드 미러는 광을 반사시킬 수 있는 그 어떤 반사 표면을 지칭한다. 예를 들면, 폴드 미러는 리히텐슈타인의 Unaxis 사에서 제조된 Siflex 미러와 같은, 알루미늄 처리 미러 또는 강화 실버(silver) 미러일 수 있다. 편광 비임스플리터(220)는 서로로부터 실질적으로 이탈되게 면하는 활성의 면을 가지는 한쌍의 편광 비임스플리터, 또는 양쪽 편에 활성면을 가진 단일의 편광 비임스플리터 요소를 구비할 수 있다.In other embodiments, polarization beamsplitter 220 may be configured to substantially reflect polarization oriented in the second plane and substantially transmit polarization oriented in the first plane. According to the present invention, a plurality of fold mirrors may be employed to orient various light beams between the elements of the color management system. As used herein, a fold mirror refers to any reflective surface capable of reflecting light. For example, the fold mirror can be an aluminum treated mirror or a reinforced silver mirror, such as a Siflex mirror manufactured by Lichtenstein Unaxis. Polarizing beamsplitter 220 may include a pair of polarizing beamsplitters having active surfaces facing away substantially from each other, or a single polarizing beamsplitter element having active surfaces on both sides.

도 2를 참조하면, 제 1 의 편광 비임스플리터(232) 및, 제 1 의 마이크로디스플레이(234)를 구비하는 제 1 의 이미지 동화기(230)가 제 1 의 출력 광 비임(222)을 수광하도록 위치된다. 제 2 의 편광 비임스플리터(242)와 제 2 의 마이크로디스플레이(244)를 구비하는 제 2 의 이미지 동화기(240)는 제 2 의 출력 광 비임(224)을 수광하도록 위치된다. 각각의 그러한 이미지 동화기(230,240)는 공간상의 정보를 구비하는 광 비임을 발생하기 위하여 광 비임상에 공간상의 정보를 중첩시키도록, 그리고 유입되는 광 비임의 편광을 소정의 방식으로 변조하도록 구성된 반사성 공간 광 변조기(234,244)를 구비할 수 있다. 각각의 이미지 동화기(230,240)는 플레이트 다이크로익 비임스플리터, 광학 지연기와 결합되거나 또는 결합되지 않은 다이크로익 프리즘, 또는 와이어 격자 편광기를 더 구비할 수 있는 편광 비임스플리터를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 2, a first image imager 230 having a first polarizing beamsplitter 232 and a first microdisplay 234 receives the first output light beam 222. Is located. A second imager 240 having a second polarizing beamsplitter 242 and a second microdisplay 244 is positioned to receive a second output light beam 224. Each such image imager 230,240 is reflective to be configured to superimpose spatial information on the optical beam to generate an optical beam having spatial information, and to modulate the polarization of the incoming optical beam in some manner. Spatial light modulators 234 and 244 may be provided. Each imager 230, 240 may have a polarizing beamsplitter that may further include a plate dichroic beamsplitter, a dichroic prism with or without an optical retarder, or a wire grating polarizer.

예시적인 구현예에 따라서, 제 1 의 이미지 동화기(230)는 제 1 의 출력 광 비임(222)을 수광하고, 그것의 편광 방향을 회전시키고, 제 1 의 공간 정보를 그에 부여하며, 제 1 의 공간 정보와 노이즈를 포함하는 제 1 의 조절된 광 비임(236)을 조사한다. 제 2 의 이미지 동화기(240)는 제 2 의 출력 광 비임(224)을 수광하고, 그것의 편광 방향을 회전시키며, 제 2 의 공간 정보를 그에 부여하고, 제 2 의 공간 정보와 노이즈를 포함하는 제 2 의 조절된 광 비임(246)을 조사한다. 이러한 구현예에 따라서, 제 1 및, 제 2 의 공간 정보는 편광된 광을 포함한다.According to an exemplary embodiment, the first image imager 230 receives the first output light beam 222, rotates its polarization direction, imparts first spatial information thereto, and firstly. The first adjusted light beam 236, which contains the spatial information and noise, is irradiated. The second imager 240 receives the second output light beam 224, rotates its polarization direction, imparts second spatial information to it, and includes the second spatial information and noise. Irradiate a second controlled light beam 246. According to this embodiment, the first and second spatial information comprise polarized light.

예시적인 구현예에 있어서, 이미지 동화기(230,240)는 다이크로익 프리즘을 구비할 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 이미지 동화기(230,240)는 실질적으로 동등한 경로 길이의 프리즘일 수 있다. 다른 예시적인 구현예에 있어서, 이미지 동화기(230,240)는 제 2 성분(214)과 제 3 성분(216)을 구비하는 미분화된 광 출력을 발생시키는 편광 필터를 구비할 수 있는데, 제 2 성분(214)의 방향은 제 3 성분(216)의 방향에 직교하도록 회전된다. 이러한 다른 구현예에 따라서, 이미지 동화기(230,240)는 미분화된 광 출력을 편광 필터로부터 수광하도록 위치된 제 2 의 편광 비임스플리터를 더 구비한다. 이러한 제 2 의 편광 비임스플리터는, 제 2 의 마이크로디스플레이에 의해 수광되어야 하는 제 2 성분을 실질적으로 투과시키기 이전에, 그리고 제 3 의 마이크로디스플레이에 의해 수광되어야 하는 제 3 성분을 실질적으로 투과시키기 이전에, 제 3 성분(216)으로부터 제 2 성분(214)을 분리시키도록 구성된다.In an exemplary embodiment, the imager 230, 240 may have a dichroic prism. In other implementations, the imagers 230 and 240 may be prisms of substantially equal path length. In another exemplary embodiment, the imager 230, 240 may include a polarizing filter that generates an undifferentiated light output comprising a second component 214 and a third component 216. The direction of 214 is rotated to be orthogonal to the direction of the third component 216. According to this other embodiment, the imager 230, 240 further includes a second polarization beamsplitter positioned to receive the undifferentiated light output from the polarization filter. This second polarizing beamsplitter is substantially before transmitting the second component to be received by the second microdisplay and substantially transmitting the third component to be received by the third microdisplay. Is configured to separate the second component 214 from the third component 216.

따라서, 예시적인 구현예에 있어서, 이미지의 콘트라스트는 이미지 동화기(230,240)로부터 조절된 광 출력을 수신하도록 그리고 단일의 평면으로 배향된 편광(즉, 실질적으로 선형으로 편광된 광)을 발생시키게끔 광을 더욱 조절하도록 위치된 분광기(235,245)에 의해서 향상될 수 있는데, 상기의 편광은 하나 또는 그 이상의 광 비임들의 편광 축을 회전시킴으로써 달성될 수 있다. 또 다른 예시적인 구현예에 있어서, 분광기(235,245)는 필터의 특성(즉, 칼러의 선택적인 지연 요소들)에 따라서 광 비임으로부터 소정 파장의 광을 제거하도록 구성될 수 있다.Thus, in an exemplary embodiment, the contrast of the image is such as to receive the adjusted light output from the image imager 230, 240 and to generate a single plane oriented polarization (ie, substantially linearly polarized light). This can be enhanced by spectroscopes 235 and 245 positioned to further control the light, which polarization can be achieved by rotating the polarization axis of one or more light beams. In another exemplary embodiment, the spectrometers 235 and 245 may be configured to remove light of a predetermined wavelength from the light beam depending on the characteristics of the filter (ie, the selective retardation elements of the color).

여기에서 사용되는 바로서, "필터"와 "분광기"와 같은 용어는 식별되도록(즉, 파장, 배향, 편광, 플래쉬(flash) 및/또는 피일드 비율(field rate)과 같은 광의 물리적인 특성에 기초하여 광 플럭스의 편광 특성을 차단하고, 통과를 허용하고, 그리고/또는 변경시키도록) 구성된 광학 필터 및, 광학 요소들의 결합을 지칭하며, 당해 기술 분야에서 공지된 그 어떤 기술을 사용하여, 예를 들면, 분광에서 민감한 광학 지연 필름을 그와는 다르게 투명한 기판의 안으로나 또는 그 위에 함입시킴으로써, 또는 복수개의 매우 얇은 와이어를 평행한 방향으로 서로에 대하여 배치시킴으로써 광이 통과되어서 편광된 광을 발생시킬 수 있는 얇은 갭(gap)을 남기게 하여 구성될 수 있다. 광의 물리적인 특성에 기초하여 광을 식별하도록 구성된 필터의 예는 캘리포니아 Santa Rosa 의 OCLI 그리고 리히텐스타인의 Unaxis 에 의해 제조된 다이크로익 플레이트; 콜로라도 Boulder 의 Colorlink 에 의해서 제조된 ColorSelect;폴라로이드에 의해서 제조된 흡수성 시이트 편광기 및, 유타 Orem 의 Mortek 에 의해 제조된 ProFlux 편광기 및, 편광 비임스플리터를 포함한다.As used herein, terms such as "filter" and "spectrometer" are to be identified (ie, depending on the physical properties of the light, such as wavelength, orientation, polarization, flash, and / or field rate). Reference to a combination of optical elements and optical filters configured to block, permit, and / or alter the polarization properties of the light flux on the basis of, using any technique known in the art, eg For example, light is passed through the optically delayed optical retardation film into or on the otherwise transparent substrate, or by placing a plurality of very thin wires against each other in a parallel direction to generate polarized light. It can be configured to leave a thin gap that can be made. Examples of filters configured to identify light based on the physical properties of the light include dichroic plates manufactured by OCLI of Santa Rosa, Calif. And Unaxis of Liechtenstein; ColorSelect manufactured by Colorlink, Colorado, Boulder; Absorbent sheet polarizer made by Polaroid, ProFlux polarizer made by Mortek, Orem, Utah, and polarization beam splitter.

도 2를 참조하면, 예시적인 구현예에 있어서, 제 1 의 분광기(235)는 제 1 의 이미지 동화기(230)로부터 직접적으로 제 1 의 조절된 광 출력(236)을 수광하도록 위치되고 편광에 기초하여 제 1 의 공간 정보를 노이즈로부터 분리하도록 구성된다. 이러한 구현예에 따라서, 제 1 의 분광기(235)는 제 1 의 공간상의 정보를 실질적으로 투과시키고 노이즈의 투과를 방지하거나 또는 최소화시키도록 구성되는데, 노이즈는 소망하는 공간 정보와 같은 방식으로 배향되지 않은 편광된 광이나 또는 실질적으로 비편광된 광을 포함할 수 있다. 제 1 의 분광기(235)는 편광기를 구비할 수 있으며 소정 편광의 광을 흡수하도록 구성될 수 있거나(예를 들면, 신장된 폴리머 편광기와 같은 흡수성 편광기), 소정 편광의 광을 반사하도록 구성될 수 있거나 (예를 들면, 다이크로익 또는 와이어 격자 편광기와 같은 반사성 편광기), 또는 제 1 편광의 광을 흡수하고 별개의 제 2 편광의 광을 반사하도록 구성될 수 있다(예를 들면, 하이브리드 편광기)는 점이 주목되어야 한다. 도한 제 1 의 분광기(235)는 다이크로익 필터 또는 벌크 흡수 필터(bulk absorptive filter)와 같은 칼러 필터를 구비할 수도 있다는 점이 주목되어야 한다.With reference to FIG. 2, in an exemplary embodiment, the first spectrometer 235 is positioned to receive the first regulated light output 236 directly from the first image imager 230 and to polarization. Based on the first spatial information. According to this embodiment, the first spectrometer 235 is configured to substantially transmit the first spatial information and to prevent or minimize the transmission of noise, where the noise is not oriented in the same way as the desired spatial information. Non-polarized light or substantially unpolarized light. The first spectrometer 235 may be provided with a polarizer and may be configured to absorb light of a predetermined polarization (eg, an absorbing polarizer such as an elongated polymer polarizer) or may be configured to reflect light of a predetermined polarization. (Eg, a reflective polarizer such as a dichroic or wire lattice polarizer), or may be configured to absorb light of the first polarization and reflect light of a separate second polarization (eg, hybrid polarizer). It should be noted that It should also be noted that the first spectrometer 235 may also have a color filter, such as a dichroic filter or a bulk absorptive filter.

마찬가지로, 제 2 의 분광기(245)는 제 2 의 이미지 동화기(240)로부터 직접적으로 제 2 의 조절된 광 출력(246)을 수광하도록 위치되고 편광에 기초하여 제 2 의 공간 정보를 노이즈로부터 실질적으로 분리하도록 구성된다. 제 1 의 분광기(235)와 같이, 제 2 의 분광기(245)는 편광기를 구비할 수 있으며, 소정 편광의 광을 흡수하도록 구성될 수 있거나 (예를 들면, 신장된 폴리머 편광기와 같이 흡수성 편광기), 소정 편광의 광을 반사하도록 구성될 수 있거나 (예를 들면, 다이크로익 또는 와이어 격자 편광기와 같은 반사성 편광기), 또는 제 1 편광의 광을 흡수하고 별개의 제 2 편광의 광을 반사하도록 구성될 수 있다(예를 들면 하이브리드 편광기)는 점도 주목되어야 한다. 또한 제 2 의 편광기(245)는 다이크로익 필터 또는 벌크 흡수성 필터(bulk absorption filter)와 같은 칼러 필터를 구비할 수도 있다는 점이 주목되어야 한다.Similarly, the second spectrometer 245 is positioned to receive the second regulated light output 246 directly from the second imager 240 and substantially reduces the second spatial information from the noise based on the polarization. It is configured to separate. Like the first spectrometer 235, the second spectrometer 245 may be provided with a polarizer and may be configured to absorb light of a predetermined polarization (eg, an absorbing polarizer, such as an elongated polymer polarizer). Can be configured to reflect light of a predetermined polarization (eg, a reflective polarizer such as a dichroic or wire grating polarizer), or configured to absorb light of the first polarization and reflect light of a separate second polarization It should also be noted that (for example, hybrid polarizers) may be used. It should also be noted that the second polarizer 245 may include a color filter, such as a dichroic filter or a bulk absorption filter.

또한 이러한 구현예에 따라서, 제 2 의 분광기(245)는 실질적으로 제 2 의 공간 정보를 투과시키고 노이즈의 투과를 방지하거나 또는 최소화시키도록 구성되는데, 노이즈는 다시 소망하는 공간 정보와 같은 방식으로 배향되지 않은 편광된 광이거나 또는 실질적으로 편광되지 않은 광을 포함한다. 제 1 편광기(235)와 제 2 편광기(245)는 그 어떤 다른 광학 요소에 의한 조절 이전에 제 1 및, 제 2 이미지 동화기(230,240)로부터 직접적으로 제 1 의 조절된 광 출력(236)과 제 2 의 조절된 광 출력(246)을 수광하도록 위치되기 때문에, 제 1 및, 제 2 의 분광기(235,245)는 이미지 동화기(230,240)에 의해 부여된 모든 노이즈를 실질적으로 최소화시키거나 또는 감소시키거나 또는 제거할 수 있다.Also in accordance with this embodiment, the second spectrometer 245 is configured to substantially transmit the second spatial information and to prevent or minimize the transmission of noise, which in turn is oriented in the same manner as the desired spatial information. Unpolarized light or substantially unpolarized light. The first polarizer 235 and the second polarizer 245 are coupled with the first regulated light output 236 directly from the first and second imager 230, 240 prior to adjustment by any other optical element. Because it is positioned to receive the second regulated light output 246, the first and second spectrometers 235, 245 substantially minimize or reduce all noise imparted by the image imagers 230, 240. Can be removed or removed.

광이 광 결합기(250)와 같은 다른 광 요소를 통과하기 전에 이미지 동화기(230,240)로부터 광 비임을 직접적으로 수광하도록 분광기(235,245)가 위치된다는 점이 주목되어야 한다. 분광기(235,245)는 유입되는 광 비임에 상대적인 향상된 콘트라스트로 필터링된 광 출력을 발생시키도록 전체적으로 구성된다는 점도 주목되어야 한다. 이미지 동화기(230,240)로부터 직접적으로 광 비임을 수광하도록 분광기(235,245)를 위치시킴으로써, 즉, 이미지 동화기에 의해 포함된 것들이 아닌 광학적 요소에 의한 조절이나 그것을 통한 통과하기 이전에 위치시킴으로써, 노이즈가 구별할 수 없게 되기 전에, 편광에 기초하여 분광기(235,245)는 소망스러운 이미지를 포함하는 광으로부터 모든 노이즈를 실질적으로 제거할 수 있다. 따라서, 이러한 구현예는 이전 기술의 시스템에 비해 콘트라스트의 레벨을 극적으로 향상시킨 이미지를 발생시킨다.It should be noted that the spectrometers 235 and 245 are positioned to receive light beams directly from the image animators 230 and 240 before the light passes through other light elements such as the light combiner 250. It should also be noted that the spectrometers 235 and 245 are entirely configured to generate filtered light output with enhanced contrast relative to the incoming light beam. By positioning the spectrometers 235, 245 to receive light beams directly from the imager 230, 240, i.e. by positioning them prior to passing through or through adjustment by optical elements other than those contained by the imager, noise is distinguished. Prior to being unable to do so, based on polarization, spectrometers 235 and 245 can substantially remove all noise from the light containing the desired image. Thus, this embodiment produces an image that dramatically improves the level of contrast compared to systems of the prior art.

본 발명의 다른 예시적인 구현예에 따라서, 각각의 분광기(235,245)는 1/2 파장 지연기 또는 1/4 파장 지연기(retarder)와 같은 광학적 지연 요소를 구비할수도 있다. 필터가 광학 지연 요소를 구비하는 경우에, 유출되는 광이 실질적으로 선형적으로 편광되도록 그리고 더욱이 각각의 칼러 대역의 편광 축이 실질적으로 각각의 다른 칼러 대역의 편광축과 같도록, 지연 요소는 이미지 동화기로부터 나오는 광의 편광을 선택적으로 조절하게끔 구성될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 그러한 필터들은, 이미지 동화기내에 잔류하는 지연에 조화되도록, 예를 들면 패널의 광학적인 지체를 실질적으로 보상하도록 회전이 소망되는 범위에 따라서, 예를 들면 광학적 지연의 15 나노미터와 350 나노미터 사이에서 특정의 광학적 지연을 나타내도록 선택될 수 있다. 선택적으로는, 지연 요소의 특징에 따라서, 분광기(235,245)는 소정 파장 또는 파장들의 대역의 광을 광 비임(236,246)으로부터 제거할 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present invention, each spectrometer 235, 245 may be equipped with an optical delay element such as a half wavelength retarder or a quarter wavelength retarder. When the filter has an optical retardation element, the retardation element is image assimilated such that the outgoing light is substantially linearly polarized and furthermore the polarization axis of each color band is substantially the same as the polarization axis of each other color band. It can be configured to selectively adjust the polarization of the light coming from the group. As mentioned above, such filters are, for example, 15 nanoseconds of optical delay, depending on the extent to which rotation is desired to match the delay remaining in the imager, for example to substantially compensate for optical delay of the panel. It may be chosen to exhibit a specific optical delay between meters and 350 nanometers. Optionally, depending on the nature of the retardation element, spectrometers 235 and 245 may remove light of a predetermined wavelength or band of wavelengths from light beams 236 and 246.

예시적인 구현예에서, 칼러 관리 시스템은 분광기(235,245)로부터 조사된 필터링된 광 비임(237,247)을 수광하도록 위치된 광 결합기(250)를 구비할 수도 있다. 광 결합기(250)는 단일의 필터링된 광 출력(255)을 발생시키도록 필터링된 광비임(237,247)을 실질적으로 결합시키게끔 구성된다. 예를 들면, 도 2 에 도시된 바와 같이, 예시적인 구현예에서, 본 발명은 개별의 광 출력(237,247)으로부터 포괄적인 광 출력(255)을 형성하도록 광 결합기(250)를 구비한다. 예시적인 구현예에 있어서, 광 결합기(250)는 편광 비임스플리터를 구비하며, 이것은 광 분리기(220)와 같은 요소일 수 있고 그리고 실질적으로 같은 기능의 역할을 할 수 있다. 광 결합기(250)는 다이크로익 비임스플리터 또는 x-프리즘을 구비할 수 있다. 광 결합기(250)가 x-프리즘인 경우에, 하나 또는 그 이상의 다이크로익 필터를 구비할 수 있으며 또한 편광 비임스플리터를 구비할 수도 있다. 광 결합기(250)가 x-프리즘을 구비하는 경우에, x-프리즘은 다양한 편광 방향들중 그 어떤 하나의 아래에서도 작동에 대하여 최적화될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 예를 들면, x-프리즘은 s-s-s 편광, p-p-p 편광, s-p-s 편광, 또는 p-s-p 편광하에서 작동되도록 최적화될 수 있다. 더욱이, x-프리즘이 p-s-p 편광하에서 최적화되는 경우에, 이것은 적색, 녹색 및, 청색 성분을 실질적으로 포함하는 광 투과를 격리 및/또는 재결합하도록 구성될 수 있다.In an example implementation, the color management system may include a light combiner 250 positioned to receive the filtered light beams 237, 247 irradiated from the spectrometers 235, 245. The light combiner 250 is configured to substantially combine the filtered light beams 237, 247 to generate a single filtered light output 255. For example, as shown in FIG. 2, in an exemplary embodiment, the present invention includes a light combiner 250 to form a comprehensive light output 255 from separate light outputs 237, 247. In an exemplary embodiment, light coupler 250 has a polarizing beamsplitter, which can be an element such as light splitter 220 and can function substantially the same. Optical coupler 250 may have a dichroic beamsplitter or x-prism. In the case where light coupler 250 is an x-prism, one or more dichroic filters may be provided and may also be provided with a polarizing beam splitter. It should be noted that when light coupler 250 has an x-prism, the x-prism can be optimized for operation under either of the various polarization directions. For example, the x-prism can be optimized to operate under s-s-s polarized light, p-p-p polarized light, s-p-s polarized light, or p-s-p polarized light. Moreover, when the x-prism is optimized under p-s-p polarization, it can be configured to isolate and / or recombine the light transmission substantially comprising the red, green and blue components.

x-프리즘은 실질적으로 서로 직교하여 놓이는 2 개의 평면들을 가지는 광학 요소라는 점이 주목되어야 한다. 예시적인 x-프리즘에 있어서, 제 1 의 평면은 제 1 파장을 가진 광을 실질적으로 투과시키고 제 2 파장을 가진 광을 실질적으로 반사시키도록 구성된 다이크로익 필터이다. 그러한 예시적인 x-프리즘에 있어서, 제1 평면에 실질적으로 직교하도록 놓이는 제 2 평면은 제 1 파장을 가진 광을 실질적으로 반사시키고 제 2 파장을 가진 광을 실질적으로 투과시키도록 구성된 다이크로익 필터를 가진다. 다른 예시적인 x-프리즘에 있어서, 제 1 평면은 제 1 파장을 가진 광을 실질적으로 투과시키고 제 2 파장을 가진 광을 실질적으로 투과시키도록 구성된 다이크로익 필터이다. 이러한 예시적인 x-프리즘에 있어서, 제 1 평면에 실질적으로 직교하도록 놓이는 제 2 평면은 제 1 편광으로 배향된 광을 실질적으로 반사시키고 제 2 편광으로 배향된 광을 실질적으로 투과시키도록 구성된 편광 비임스플리터를 가진다.It should be noted that the x-prism is an optical element having two planes lying substantially perpendicular to each other. In an exemplary x-prism, the first plane is a dichroic filter configured to substantially transmit light having a first wavelength and substantially reflect light having a second wavelength. In such exemplary x-prism, a dichroic filter configured to substantially reflect light having a first wavelength and substantially transmit light having a second wavelength, the second plane lying substantially perpendicular to the first plane. Has In another exemplary x-prism, the first plane is a dichroic filter configured to substantially transmit light having a first wavelength and substantially transmit light having a second wavelength. In this exemplary x-prism, the second plane lying substantially perpendicular to the first plane is a polarization beam configured to substantially reflect light oriented in the first polarization and substantially transmit light oriented in the second polarization. Have a splitter

도 2 에 도시된 구현예와 같은 예시적인 구현예에 있어서, 제 1 출력 광 비임(222)이 제 2 출력 광 비임(224)에 실질적으로 직각으로 배향되는 경우에, 제 1 편광 비임스플리터(232)와 제 2 편광 비임스플리터(242)는 제 1 출력 광 비임(222)과 제 2 출력 광 비임(224)을 편광 비임스플리터(232,242)의 표면으로부터 실질적으로 45 도의 각도로 수광하도록 배향된 같은 편광 비임스플리터를 구비할 수 있다. 이러한 구현예에 따라서, 편광 비임스플리터(232,242)는 제 1 마이크로디스플레이(234)에 의해 수광되어야 하는 제 1 출력 광 비임(222)을 실질적으로 투과시키고 제 2 마이크로디스플레이(244)에 의해서 수광되어야 하는 제 2 출력 광 비임(224)을 실질적으로 투과시키도록 구성된다. 편광 비임스플리터(232,242)는 실질적으로 45 도의 각도에서 조절된 제 1 및, 제 2 광 비임(236,246)을 수광하도록 위치되기도 한다. 그러나, 조절된 광 비임(236,246)의 편광은 광 비임(222,224)의 배향으로부터 회전되기 때문에, 편광 비임스플리터(232,242)는 조절된 광 비임(236)을실질적으로 반사시키도록 구성된다. 따라서, 이러한 구현예에 따라서, 조절된 광 비임(236,246)들 양쪽은 광 결합기(250)를 향하여 직접적으로 방향을 정할 수 있다. 광 비임을 재배향시키는데 다른 요소들의 사용 없이, 단일의 편광 비임스플리터(232,242)를 사용하고 조절된 광 비임(236,246)을 직접적으로 광 결합기(250)를 향하여 배향시키는 능력은 다른 광 관리 시스템에 비하여 비용, 복잡성, 크기를 현저하게 감소시킨다. 마지막으로, 칼러 관리 시스템은 이미지 투사를 위한 공간 정보를 포함하는 출력 광 비임을 투사하기 위한 투사 렌즈(270)를 구비할 수 있다.In an exemplary implementation, such as the embodiment shown in FIG. 2, when the first output light beam 222 is oriented substantially perpendicular to the second output light beam 224, the first polarization beam splitter 232 ) And the second polarization beam splitter 242 are the same polarization oriented to receive the first output light beam 222 and the second output light beam 224 at an angle of substantially 45 degrees from the surfaces of the polarization beam splitters 232, 242. A beam splitter may be provided. According to this embodiment, the polarizing beamsplitters 232, 242 substantially transmit the first output light beam 222, which is to be received by the first microdisplay 234, and be received by the second microdisplay 244. And is configured to substantially transmit the second output light beam 224. Polarizing beamsplitters 232 and 242 may also be positioned to receive the first and second light beams 236 and 246 that are adjusted at an angle of substantially 45 degrees. However, since the polarization of the adjusted light beams 236 and 246 is rotated from the orientation of the light beams 222 and 224, the polarizing beam splitters 232 and 242 are configured to substantially reflect the adjusted light beam 236. Thus, in accordance with this embodiment, both the adjusted light beams 236 and 246 can direct directly towards the light coupler 250. Without the use of other elements to redirect light beams, the ability to use a single polarizing beamsplitter 232,242 and orient the adjusted light beams 236,246 directly toward the light combiner 250 is comparable to other light management systems. Significantly reduce cost, complexity, and size Finally, the color management system may be provided with a projection lens 270 for projecting an output light beam containing spatial information for projecting an image.

도 4 에 도시된 바와 같이, 예시적인 구현예에서, 칼러 관리 시스템(400)은 제 1 이미지 동화기(430) 및, 제 2 이미지 동화기(440)에 더하여 제 3 이미지 동화기(480)를 구비할 수 있다. 이러한 구현예에 따라서, 녹색 공간 광 변조기(434)를 구비하는 제 1 의 이미지 동화기(430)는 제 1 의 광 비임(422)을 수광하도록 위치된다. 적색 마이크로디스플레이(444)를 구비하는 제 2 의 이미지 동화기(440)는 제 2 의 광 비임(424)을 수광하도록 위치된다. 청색 패널(484)을 구비하는 제 3 의 이미지 동화기(480)는 제 3 의 광 비임(426)을 수광하도록 위치된다. 각각의 이미지 동화기(430,440,480)는 공간상의 정보를 구비하는 광 비임을 발생시키기 위하여 광 비임상에 공간의 정보를 중첩시키고 그리고 유입 광 비임의 편광을 소정의 방식으로 조절하도록 구성된다. 각각의 그러한 이미지 동화기(430,440,480)는 디스플레이 패널로부터 조절된 광 비임을 수광하기 위하여 디스플레이 패널(434,444,484)에 의해서 수광되어야 하는 유입 광 비임을 실질적으로 투과시키고, 그리고 분광기(435,445,485)에 의해 직접적으로 수광되어야 하는 조절된 광 비임(436,446,486)을조사하도록 구성된다.As shown in FIG. 4, in an exemplary embodiment, the color management system 400 adds a third image composer 480 in addition to the first image composer 430 and the second image composer 440. It can be provided. According to this embodiment, the first image imager 430 with the green spatial light modulator 434 is positioned to receive the first light beam 422. A second image imager 440 with a red microdisplay 444 is positioned to receive the second light beam 424. The third image imager 480 with the blue panel 484 is positioned to receive the third light beam 426. Each image imager 430, 440, 480 is configured to superimpose spatial information on the optical beam and to adjust the polarization of the incoming light beam in a predetermined manner to generate an optical beam with spatial information. Each such image animator 430, 440, 480 substantially transmits an incoming light beam that must be received by the display panel 434, 444, 484 to receive the adjusted light beam from the display panel, and is directly received by the spectrometers 435, 445, 485. And configured to illuminate the adjusted light beams 436,446,486 that should be.

이러한 예시적인 구현예에 따라서, 제 1 이미지 동화기(430)는 제 1 광 비임(422)을 수광하고, 그것의 편광 방향을 회전시키고, 제 1 의 공간 정보를 그것에 부여하며, 제 1 의 공간 정보와 노이즈를 포함하는 제 1 의 조절된 광 비임(436)을 조사한다. 더욱이, 제 1 이미지 동화기는, 광이 제 1 광 비임(422)으로부터 제거되어 제 1 의 조절된 광 비임(436)을 발생시킬 때 낭비되는 광 및, 그에 관련된 열을 제거하거나 또는 감소시키는 수단을 구비할 수 있다. 제 2 의 이미지 동화기(440)는 제 2 의 광 비임(424)을 수광하고, 그것의 편광 방향을 회전시키며, 제 2 의 공간 정보를 그에 부여하고, 제 2 의 공간 정보와 노이즈를 포함하는 제 2 의 조절된 광 비임(446)을 조사한다. 더욱이, 제 2 의 이미지 동화기는 광이 제 2 의 광 비임(424)으로부터 제거되어 제 2 의 조절된 광 비임(446)을 발생시킬 때 낭비되는 광 및, 그에 관련된 열을 제거하거나 또는 감소시키는 수단을 구비할 수 있다. 제 3 의 이미지 동화기(480)는 제 3 의 광 비임(484)을 수광하고, 그것의 편광 방향을 회전시키며, 제 3 의 공간 정보를 그에 부여하여, 제 3 의 공간 정보와 노이즈를 포함하는 제 3 의 조절된 광 비임(486)을 조사한다. 또한, 제 3 의 이미지 동화기는, 광이 제 3 의 광 비임(484)으로부터 제거되어 제 3 의 조절된 광 비임(486)을 발생시킬 때 낭비되는 광 및, 관련된 열을 제거하거나 또는 감소시키는 수단을 구비할 수 있다. 이러한 구현예에 따라서, 제 1 , 제 2 및, 제 3 의 공간 정보는 편광된 광을 구비한다. 낭비되는 광 및, 그에 관련된 열을 제거하거나 또는 감소시키기 위한 상기에 설명된 수단은 패널(예를 들면, 반사성/흡수성 패널)에 고유한 것일 수 있거나, 또는 낭비되는 광을 분리하고 제거하거나 또는 감소시키도록 구성된 편광 비임스플리터와 같은 분리된 광 요소를 구비할 수 있다는 점이 주목되어야 한다.In accordance with this exemplary embodiment, the first image imager 430 receives the first light beam 422, rotates its polarization direction, imparts first spatial information to it, and provides a first space. The first adjusted light beam 436 containing information and noise is irradiated. Moreover, the first imager is provided with means for removing or reducing the light wasted when the light is removed from the first light beam 422 to generate the first adjusted light beam 436 and the heat associated therewith. It can be provided. The second image imager 440 receives the second light beam 424, rotates its polarization direction, imparts second spatial information to it, and includes second spatial information and noise. Irradiate a second controlled light beam 446. Moreover, the second imager is means for removing or reducing light and associated heat that is wasted when light is removed from the second light beam 424 to generate a second adjusted light beam 446. It may be provided. The third imager 480 receives the third light beam 484, rotates its polarization direction, imparts third spatial information thereto, and includes third spatial information and noise. The third adjusted light beam 486 is irradiated. In addition, the third imager is means for removing or reducing light and associated heat that is wasted when light is removed from the third light beam 484 to generate a third adjusted light beam 486. It may be provided. According to this embodiment, the first, second and third spatial information comprises polarized light. The means described above for removing or reducing the wasted light and the heat associated therewith may be inherent to the panel (eg, reflective / absorbent panel), or isolating, removing or reducing the wasted light. It should be noted that it may have a separate light element, such as a polarizing beamsplitter configured to.

따라서, 이러한 예시적인 구현예에 있어서, 이미지의 콘트라스트는 상기의 분광기(435,445,485)에 의해서 향상될 수 있는데, 이들 분광기는 이미지 동화기(430,440,480)로부터의 조절된 광 출력들을 수광하도록 위치되고 그리고 단일 평면으로 배향된 편광된 광(즉, 실질적으로 선형으로 편광된 광)을 발생시키게끔 광을 더욱 조절하게 되며, 이러한 것들은 광 비임의 하나 또는 그 이상의 편광축을 회전시킴으로써 달성될 수 있다. 또한, 다른 예시적인 구현예의 설명과 관련하여 언급된 바와 같이, 분광기(435,445,485)는 필터의 특성 (즉, 칼러의 선택적인 지연 요소)에 따라서, 광 비임으로부터 소정 파장의 광을 제거하도록 구성될 수 있다.Thus, in this exemplary embodiment, the contrast of the image can be enhanced by the spectrometers 435, 445, 485, above, which are positioned to receive the adjusted light outputs from the image assimilators 430, 440, 480 and are single plane. The light is further controlled to generate polarized light ie, substantially linearly polarized light, which can be achieved by rotating one or more polarization axes of the light beam. Also, as mentioned in connection with the description of other exemplary embodiments, the spectrometers 435, 445, 485 may be configured to remove light of a predetermined wavelength from the light beam, depending on the characteristics of the filter (ie, the selective retardation element of the color). have.

예시적인 구현예에 있어서, 도 6 에 도시된 바와 같이, 이미지 동화기(630)는 반사성 패널(634)에 근접하게 위치된 피일드 렌즈(633)를 더 구비할 수 있다. 이러한 구현예에 따라서, 피일드 렌즈(633)는 광 비임(612)을 수광하도록 위치되고 반사성 패널(634)에 의해 수광되어야 하는 광 비임을 투과하도록 구성된다. 피일드 렌즈(633)는 패널(634)에 의해 조사된, 조절된 광 비임(622)을 수광하도록 위치되며, 조절된 광 비임(622)의 초점을 맞추고 그리고 조절된 광 비임(622)에 적어도 부분적으로 기초하여 광(623)의 비임을 조사하도록 구성된다. 조절된 광 비임(622)은 패널(634)로부터의 거리와 함께 일정하거나, 감소하거나 또는 증가하는 단면적을 나타낼 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 조절된 광 비임(622)의 단면적이 패널(634)로부터의 거리와 함께 일정한 경우에, 피일드 렌즈(633)로부터의 거리와 함께 감소하는 단면적을 가진 광 비임을 발생시키기 위하여 피일드 렌즈(633)가 조절된 광 비임(622)의 초점을 맞추도록 구성된다. 마찬가지로, 조절된 광 비임(622)의 단면적이 패널(634)로부터의 거리와 함께 감소하는 경우에, 피일드 렌즈(633)로부터의 거리에 따른 감소율이 패널(634)로부터의 거리에 따른 조절된 광 비임(622)의 단면적의 감소율보다 큰 단면적을 가진 광 비임을 발생시키기 위하여 피일드 렌즈(633)는 조절된 광 비임(622)의 초점을 맞추도록 구성된다. 더욱이, 조절된 광 비임(622)의 단면적이 패널(634)로부터의 거리와 함께 증가하는 경우에, 피일드 렌즈(633)로부터의 거리에 따른 증가율이 패널(634)로부터의 거리에 따른 조절된 광 비임(622)의 단면적의 증가율보다 작은 단면적을 가진 광 비임을 발생시키기 위하여 피일드 렌즈(633)는 조절된 광 비임(622)의 초점을 맞추도록 구성된다.In an exemplary embodiment, as shown in FIG. 6, the imager 630 may further include a fill lens 633 positioned proximate to the reflective panel 634. According to this embodiment, the feed lens 633 is configured to transmit a light beam that is positioned to receive the light beam 612 and that is to be received by the reflective panel 634. The feed lens 633 is positioned to receive the adjusted light beam 622 irradiated by the panel 634, to focus the adjusted light beam 622 and at least to the adjusted light beam 622. And to irradiate the beam of light 623 based in part. It should be noted that the adjusted light beam 622 may exhibit a constant, decreasing or increasing cross sectional area with distance from the panel 634. If the cross-sectional area of the adjusted light beam 622 is constant with the distance from the panel 634, the feed lens 633 to generate a light beam having a cross-sectional area that decreases with the distance from the feed lens 633. ) Is configured to focus the adjusted light beam 622. Similarly, where the cross-sectional area of the adjusted light beam 622 decreases with the distance from the panel 634, the rate of decrease with distance from the feed lens 633 is adjusted with distance from the panel 634. The feed lens 633 is configured to focus the adjusted light beam 622 to generate an optical beam having a cross-sectional area greater than the rate of decrease of the cross-sectional area of the light beam 622. Furthermore, where the cross-sectional area of the adjusted light beam 622 increases with distance from the panel 634, the rate of increase with distance from the feed lens 633 is adjusted with distance from the panel 634. The feed lens 633 is configured to focus the adjusted light beam 622 in order to generate an optical beam having a cross-sectional area less than the rate of increase of the cross-sectional area of the light beam 622.

일 구현예에서, 피일드 렌즈(633)는 패널(634)에 의해 조사된 조절된 광 비임(622)의 초점을 맞추도록 구성되는데, 이러한 광 비임(622)은 실린더형의 광 비임, 수렴하는 광 비임 또는 발산하는 광 비임을 포함할 수 있어서, 피일드 렌즈(633)로부터 나오는 광은 타원형의 (예를 들면, 원형의) 단면적이 피일드 렌즈(633)로부터의 거리와 함께 감소하는, 수렴하는 원추형의 광(623)을 구비한다. 이러한 구현예에 따라서, 수렴하는 원추의 광은 분광기들이나 또는 다른 하류측의 수광 구성부들에 비하여 감소된 단면적(즉, 감소된 대각선의 치수)를 지탱할 수 있는 분광기(635)에 의해서 수광될 수 있는데, 상기 분광기들이나 또는 하류측의 다른 수광용 구성부들은 그렇지 않았다면 패널(634)로부터 조사된 실질적으로 원통형인광을 수광하도록 구성될 필요가 있다. 다른 구현예에 있어서, 피일드 렌즈(633)는 패널(634)에 의해 조사된 조절된 광 광 비임(622)의 초점을 맞추도록 구성되는데, 이러한 광 비임(622)은 발산됨으로써 (즉, 단면적이 증가됨으로써), 피일드 렌즈(623)로부터 나오는 광이 실린더형의 광을 포함하여 그것의 타원형(예를 들면, 원형)의 단면적이 피일드 렌즈(633)로부터의 거리와 함께 일정하거나, 또는 피일드 렌즈(623)로부터 나오는 광이 수렴하는 원추형의 광을 포함하여 그것의 타원형(예를 들면, 원형)의 단면적이 피일드 렌즈(633)로부터의 거리와 함께 감소하거나, 또는 피일드 렌즈(623)로부터 나오는 광이 발산하는 원추형의 광을 포함하여 그것의 타원형(예를 들면, 원형)의 단면적이, 조절된 광 비임(622)의 단면적이 패널(634)로부터의 거리와 함께 증가하는 비율보다 작은 비율로, 피일드 렌즈(633)로부터의 거리와 함께 증가하게 된다.In one embodiment, the feed lens 633 is configured to focus the adjusted light beam 622 irradiated by the panel 634, which light beam 622 is a cylindrical beam of light, converging. It may include a light beam or a diverging light beam, such that light exiting the feed lens 633 converges with an elliptical (eg circular) cross-sectional area decreasing with distance from the feed lens 633. Conical light 623 is provided. According to this embodiment, the light of the converging cone can be received by the spectrometer 635 which can bear a reduced cross-sectional area (ie, reduced diagonal dimension) compared to spectrometers or other downstream light receiving components. The spectroscopes or other downstream receiving components need to be configured to receive substantially cylindrical light emitted from panel 634 if not. In another embodiment, the feed lens 633 is configured to focus the adjusted light beam 622 irradiated by the panel 634, which beam 622 is divergent (ie, cross-sectional area). Is increased), so that the light exiting from the feed lens 623 is cylindrical, and its elliptical (eg circular) cross-sectional area is constant with the distance from the feed lens 633, or The cross-sectional area of its elliptical (eg circular) decreases with distance from the feed lens 633, including the conical light that the light coming from the feed lens 623 converges, or the feed lens ( The rate at which the cross-sectional area of its elliptical (e.g. circular), including the cone-like light from which light from 623 diverges, increases with the distance from the panel 634, with the cross-sectional area of the adjusted light beam 622 At a smaller rate, with the feed lens 633 It will increase with distance from.

결과적으로, 피일드 렌즈(633)는 분광기(635)와 이미지 재결합기(650)와 같은 하류측의 구성부들이 모든 광 비임(623)을 실질적으로 여전히 수광하면서 실질적으로 작게 제작될 수 있도록 광 비임(623)의 초점을 맞춘다. 더욱이, 모든 다른 하류측 구성부들은 동일한 유효량의 조명 플럭스(illuminating flux)를 여전히 통과하면서 보다 작게 크기가 이루어지게 될 것이다. 비록 도 6 이 근접하게 결합된 피일드 렌즈들을 가진 단일 패널의 구성을 도시할지라도, 하나 또는 그 이상의 근접하게 결합된 피일드 렌즈들은, 하나 이상의 이미지 동화기(예를 들면, 2 개 패널의 시스템, 3 개 패널의 시스템, 4 개 패널의 시스템 및, 그와 유사한것)를 가지는 칼러 관리 시스템의 하나 또는 그 이상의 이미지 동화기 안으로 유사하게 통합될수 있다는 점이 주목되어야 한다.As a result, the feed lens 633 is a light beam such that downstream components such as the spectroscope 635 and the image recombiner 650 can be made substantially small while still receiving all the light beams 623 substantially. Focus (623). Moreover, all other downstream components will be made smaller in size while still passing through the same effective amount of illuminating flux. Although FIG. 6 shows a configuration of a single panel with closely coupled shield lenses, one or more closely coupled shield lenses may be arranged with one or more image composers (eg, a system of two panels). It should be noted that it can be similarly integrated into one or more image assimilators of a color management system having a three panel system, a four panel system, and the like.

당업자들이 이해하는 바로서, 다양한 구성들이 백색광을 포함하는 입력 광 비임을 복수개의 성분인 광 비임들로 효과적으로 분리시키도록 구성될 수 있는데, 상기 광 비임상에는 공간상의 정보가 부여될 수 있으며, 이미지 동화기로부터의 상기 조절된 성분의 광 비임을 복수개의 대응하는 분광기에 의해 직접적으로 수광되어도록 통과시킴으로써 상기 광 비임으로부터 노이즈가 효과적으로 분리되고 제거된다. 그러한 구성들은 입력 광을 성분의 광 비임들로 분리시키고 또한 그들 성분의 광 비임들을 배향시키도록 배치된 편광 비임스플리터, 미러 및/또는 피일드 렌즈의 결합을 구비함으로써, 광 비임들이 관련된 이미지 동화기에 의해 수광될 수 있다. 예를 들면, 도 4 에 도시된 바와 같이, 예시적인 구현예에 있어서, 입력 광 비임(410)은 제 1 의 렌즈(491)에 의해서 수광될 수 있는데, 이것은 광 비임을 투과시켜서 다이크로익 비임스플리터(492)에 의해 수광된다. 다이크로익 비임스플리터는 제 1 의 성분(422)과 제 2 의 성분(424)을 투과시키지만, 제 3 의 성분(426)은 반사시킨다. 렌즈(493)는 반사된 성분(426)을 수광하고 성분(426)을 투과시켜서 미러(494)에 의해 수광되도록 위치된다. 미러(494)는 렌즈(493)로부터의 성분(426)을 수광하고 성분(426)을 반사시켜서 렌즈(495)에 의해 수광되도록 위치된다. 렌즈(495)는 미러(494)로부터의 성분(426)을 수광하고 성분(426)을 투과시켜서 이미지 동화기(480)에 의해 수광되도록 위치된다. 또한 도 4를 참조하면, 다이크로익 비임스플리터(496)는 다이크로익 비임스플리터(492)로부터의 성분(422,424)을 수광하도록 위치되며 성분(424)을 투과시켜서 이미지 동화기(440)에 의해서 수광되도록 하면서 성분(422)을 반사시켜서 이미지 동화기(430)에 의해 수광되도록 구성된다. 마지막으로, 이미지 동화기(430,440)로부터 조사된 광은 당해 기술에 공지된 다양한 메카니즘, 예를 들면, 하나 또는 그 이상의 필립스 프리즘(Philips prism), 조절된 필립스 프리즘, 플럼비콘(plumbicon) 프리즘, x-프리즘, 3 채널 프리즘, 재결합 프리즘등과 같은 것을 사용하여 재결합될 수 있다. 예를 들면, 도 4 에 도시된 바와 같이, 이미지 동화기(430,440)로부터 조사된 광은 x-프리즘을 사용하여 재결합될 수 있다.As will be appreciated by those skilled in the art, various configurations may be configured to effectively separate an input light beam comprising white light into a plurality of component light beams, which may be given spatial information, and image The noise is effectively separated and removed from the light beam by passing the light beam of the adjusted component from the assimilator so that it is directly received by a plurality of corresponding spectrometers. Such arrangements include a combination of polarizing beamsplitter, mirrors and / or feed lenses arranged to separate the input light into the light beams of the component and to orient the light beams of those components, thereby allowing the light beams to be associated with the associated imager. Can be received by. For example, as shown in FIG. 4, in an exemplary embodiment, the input light beam 410 can be received by the first lens 491, which transmits the light beam to dichroic beams. The light is received by the splitter 492. The dichroic beamsplitter transmits the first component 422 and the second component 424 but reflects the third component 426. Lens 493 is positioned to receive reflected component 426 and transmit component 426 to be received by mirror 494. Mirror 494 is positioned to receive component 426 from lens 493 and reflect component 426 to be received by lens 495. Lens 495 is positioned to receive component 426 from mirror 494 and transmit component 426 to be received by image imager 480. Also referring to FIG. 4, dichroic beam splitter 496 is positioned to receive components 422, 424 from dichroic beam splitter 492 and transmits component 424 by image imager 440. The component 422 is reflected while being received, and configured to be received by the image imager 430. Finally, the light irradiated from image assimilators 430 and 440 may be subjected to various mechanisms known in the art, such as one or more Philips prisms, controlled Philips prisms, plumbicon prisms, x -Can be recombined using a prism, a three channel prism, a recombination prism, or the like. For example, as shown in FIG. 4, light irradiated from the image imagers 430 and 440 may be recombined using an x-prism.

본 발명은 또한 빗나간 광을 격리시키는 그 어떤 적절한 시스템 또는 방법을 구비할 수도 있는데, 상기 빗나간 광은 격리되지 않으면 시스템의 광학적 성분에 의해서 수광되거나 또는 시스템에 의해 투과된 소망의 광 비임과 결합될 수 있다. 더욱이, 시스템이 투과 패널을 구비한 마이크로 디스플레이를 구비하는 경우에, 본 발명은 이미지 동화기로부터 조절된 광의 비임을 조사하기 이전에 낭비된 광을 거부하기 위한 그 어떤 적절한 시스템 또는 방법이라도 구비한다. 예를 들면, 도 5 에 도시된 바와 같은 예시적인 구현예에 있어서, 칼러 관리 시스템(500)은 광 분리기(596), 제 1 의 이미지 동화기(530), 제 2 의 이미지 동화기(540) 및, 제 3 의 이미지 동화기(580)를 구비한다. 또한, 컬러 관리 시스템(500)은, 조절된 광 비임을 제 1 이미지 동화기(530)로부터 직접적으로 수광하도록 위치된 제 1 의 분광기(535), 조절된 광 비임을 제 2 의 이미지 동화기(540)로부터 직접적으로 수광하도록 위치된 제 2 의 분광기(545), 조절된 광 비임을 제 3 의 이미지 동화기(580)로부터 직접적으로 수광하도록 위치된 제 3 의 분광기(585) 및, 분광기(535,545,585)로부터 필터링된 광 비임을 수광하도록 위치된 광 결합기(550)를 더 구비한다. 이러한 구현예에 따라서, 광 분리기(596)는 광원으로부터 광 비임(510)을 수광하고, 광 비임(510)을 2 개 또는 그 이상의 성분으로 분리시키고, 하나 또는 그 이상의 성분을 각각 구비하는 2 개 또는 그 이상의 광 비임(522,524)을 조사한다. 분리되어서 제 3 의 광 비임(526)이 제 2 의 광원으로부터 발생될 수 있거나 또는 그와는 달리 광 비임(510,522,524)들중 어느 것으로부터 더 분리될 수 있다.The present invention may also include any suitable system or method for isolating deviated light, which, if not isolated, may be combined with a desired light beam received by or transmitted by the optical component of the system. have. Moreover, where the system includes a micro display with a transmissive panel, the present invention includes any suitable system or method for rejecting wasted light prior to irradiating the beam of adjusted light from the image imager. For example, in the exemplary implementation as shown in FIG. 5, the color management system 500 may include an optical separator 596, a first image imager 530, and a second image imager 540. And a third image moving device 580. The color management system 500 also includes a first spectrometer 535 positioned to receive the adjusted light beam directly from the first imager 530, and the adjusted light beam second imager ( A second spectrometer 545 positioned to receive light directly from 540, a third spectrometer 585 positioned to receive an adjusted light beam directly from a third imager 580, and a spectrometer 535, 545, 585 And a light coupler 550 positioned to receive light beams filtered from According to this embodiment, the light splitter 596 receives the light beam 510 from the light source, separates the light beam 510 into two or more components, and includes two, each having one or more components. Or more light beams 522,524. Separately, the third light beam 526 can be generated from the second light source or alternatively can be further separated from any of the light beams 510, 522, 524.

도 5를 참조하면, 제 1 의 투과 패널(534)을 구비하는 제 1 의 이미지 동화기(530)는 제 1 의 출력 광 비임(522)을 수광하도록 위치된다. 제 2 의 투과 패널(544)을 구비하는 제 2 의 이미지 동화기(540)는 제 2 의 광 비임(524)을 수광하도록 위치된다. 또한, 제 3 의 투과 패널(584)을 구비하는 제 3 의 이미지 동화기(580)는 제 3 의 출력 광 비임(526)을 수광하도록 위치된다. 투과 패널은 실질적으로 그것이 수광하는 모든 처음의 광을 투과시키도록 적절하게 구성된 그 어떤 하드웨어 및/또는 소프트웨어이지만, 광 비임의 선택된 특성(예를 들면, 편광)을 공간상으로 조절함으로써 공간 정보를 부여한다. 각각의 그러한 이미지 동화기(530,540,580)는 공간 정보를 구비하는 광 비임을 발생시키기 위하여 광 비임에 공간 정보를 중첩시키고 그리고 유입되는 광 비임의 편광을 소정의 방식으로 조절하도록 구성된 투과형 공간 광 변조기(534,544,584)를 구비할 수 있다. 그러한 공간 정보는 디스플레이상에 그들의 공간 배향을 위해 선택된 개별 영역들 (즉, 픽셀)의 선택적으로 변조된 편광을 포함할 수 있다. 각각의 그러한 이미지 동화기(530,540,580)는 투과형 디스플레이 패널(534,544,584)에 의해서 각각 수광되어야하는 유입되는 광 비임을 수광하도록 그리고 조절된 광 비임(536,546,586)을 조사하도록 구성된다. 이러한 예시적인 구현예에 따라서, 이미지 동화기(530,540,580)은 낭비되는 광의 분리기(539,549,589)를 각각 구비할 수 있다. 분리기(539,549,589)는 조절된 광 비임(536,546,586)을 각각 수광하도록 위치되어서, 분광기(535,545,585)에 의해 수광되어야 하는 유용한 광 비임(537,547,587)을 반사시킨다. 또한, 분리기(539,549,589)는 조절된 광 비임(536,546,586)으로부터 낭비된 광의 성분(538,548,588)들을 각각 분리하도록 구성되어서 그러한 낭비된 광을 거부한다. 예시적인 구현예에서, 낭비된 광의 분리기(539,549,589)는, 투과성 패널(534,544,584)의 개별적인 공간상의 별개 요소들(즉, 픽셀)에 의해 변조된 광학적 특성에 기초하여, 유용한 광을 낭비된 광으로부터 분리하도록 구성된 와이어 격자 편광기 또는 그 어떤 다른 광 분리기를 구비할 수 있다. 결과적으로, 낭비된 광은 효과적으로 분리되고 제거되기 때문에, 분광기(535,545,585) 및/또는 이미지 또는 광 재결합기(550)상에 부과된 열적 부하는 현저하게 감소될 수 있다.Referring to FIG. 5, a first image imager 530 with a first transmissive panel 534 is positioned to receive a first output light beam 522. A second imager 540 with a second transmissive panel 544 is positioned to receive a second light beam 524. In addition, a third imager 580 having a third transmissive panel 584 is positioned to receive the third output light beam 526. The transmissive panel is substantially any hardware and / or software suitably configured to transmit all the initial light it receives, but impart spatial information by spatially adjusting selected characteristics of the light beam (eg polarization). do. Each such image imager 530, 540, 580 is a transmissive spatial light modulator 534, 544, 584 configured to superimpose spatial information on the light beam and to adjust the polarization of the incoming light beam in a predetermined manner to generate an optical beam with spatial information. ) May be provided. Such spatial information may include selectively modulated polarization of discrete regions (ie, pixels) selected for their spatial orientation on the display. Each such image animator 530, 540, 580 is configured to receive incoming light beams that are to be received by the transmissive display panels 534, 544, 584, respectively, and to illuminate the adjusted light beams 536, 546, 586. In accordance with this exemplary embodiment, the imager 530, 540, 580 may have separators 539, 549, 589 of wasted light, respectively. Separators 539, 549, 589 are positioned to receive the adjusted light beams 536, 546, 586, respectively, reflecting the useful light beams 537, 547, 587 that should be received by the spectrometers 535, 545, 585. In addition, the separators 539, 549, 589 are configured to separate the components 538, 548, 588 of wasted light from the adjusted light beams 536, 546, 586, respectively, to reject such wasted light. In an exemplary embodiment, the wasted light separators 539, 549, 589 separate the useful light from the wasted light based on optical properties modulated by the individual spatial discrete elements (ie, pixels) of the transmissive panel 534, 544, 584. Wire grid polarizer or any other optical splitter configured to do so. As a result, since the wasted light is effectively separated and removed, the thermal load imposed on the spectrometers 535,545, 585 and / or the image or light recombiner 550 can be significantly reduced.

예시적인 구현예에 있어서, 칼러 관리 시스템(500)은 투사 렌즈 또는 다른 광학 요소(599)에 의해 수광되어야 하는 출력 광 비임(555)을 조사하도록 구성될 수 있다. 예시적인 구현예에 있어서, 광학 격리기(optical isolator,598)는 투사 렌즈 또는 다른 광학 요소(599)에 의한 광(555)의 수광 이전에 출력 광 비임(555)을 수광하도록 위치될 수 있다. 광학 격리기는 광의 편광축을 회전시키도록 구성된 그 어떤 하드웨어 및/또는 소프트웨어일 수 있다. 이러한 구현예에 따라서, 빗나간 광(stray light,597)은 광학 요소(599)에 의해 시스템(500) 및/또는 결합기(550)를향하여 뒤로 광학 요소(599)에 의해 반사될 수 있으며 (즉, 역반사되며), 그렇지 않으면 이미지 재결합기(550)에 의해서 수광될 수 있어서 출력 광(55)과 재결합되어, 고스트 이미지(ghost image)를 발생시킨다. 이러한 구현예에 있어서, 광학 격리기(598)는 대략 45 도로 투과되는 광의 편광 축을 회전시키도록 구성된다. 결과적으로, 출력 광 비임(555)의 편광축은 광학 격리기(598)를 통과할 때 45 도로 회전되어서, 회전된 출력 광 비임(556)을 발생시킨다. 회전된 출력 광 비임(556)은 투사 렌즈(599)에 의해 수광되고, 그리고 빗나간 광 비임(591)은 회전된 출력 광 비임(556)과 같은 편광 방향을 가지고 광학 격리기(598)를 향하여 반사된다. 그러나, 빗나간 광 비임(591)이 광학 격리기(598)에 의해 수광되고 그리고 그것의 편광이 45 도로 더 회전한 이후에, 빗나간 광 비임(592)은 출력 광 비임(555)의 편광 방향으로부터 실질적으로 90 도로 회전된 편광 방향을 가질 것이다. 결과적으로, 역반사된 광의 편광 방향은 90 도로 회전될 것이며 따라서 분광기(535,545,585) 또는 다른 적절하게 구성되고 위치된 광학 요소에 의해 분리될 수 있다. 따라서, 하류측 구성부에 의해 반사된 고스트 이미지는 제거되거나, 또는 그와는 달리 소망하는 이미지의 발생에 실질적으로 또는 완전히 영향을 미칠 수 없게 된다. 광학 격리기(598)는 초기의 광 비임의 편광 축을 대략 45 도로 회전시키도록 구성된 1/4 파장 지연기(retarder)를 구비할 수 있다는 점이 주목되어야 한다.In an exemplary embodiment, the color management system 500 may be configured to illuminate the output light beam 555 that should be received by the projection lens or other optical element 599. In an exemplary embodiment, an optical isolator 598 may be positioned to receive the output light beam 555 prior to receiving light 555 by the projection lens or other optical element 599. The optical isolator can be any hardware and / or software configured to rotate the polarization axis of light. According to this embodiment, stray light 597 may be reflected by optical element 599 back towards system 500 and / or combiner 550 by optical element 599 (ie, Retroreflective) or otherwise may be received by the image recombiner 550 and recombined with the output light 55 to generate a ghost image. In this embodiment, the optical isolator 598 is configured to rotate the polarization axis of light transmitted approximately 45 degrees. As a result, the polarization axis of the output light beam 555 is rotated 45 degrees when passing through the optical isolator 598 to generate the rotated output light beam 556. The rotated output light beam 556 is received by the projection lens 599, and the deflected light beam 591 reflects toward the optical isolator 598 with the same polarization direction as the rotated output light beam 556. do. However, after the missed light beam 591 is received by the optical isolator 598 and its polarization is rotated 45 degrees further, the missed light beam 592 is substantially from the polarization direction of the output light beam 555. Will have a polarization direction rotated 90 degrees. As a result, the polarization direction of the retroreflected light will be rotated 90 degrees and can thus be separated by spectroscopes 535,545, 585 or other suitably constructed and positioned optical element. Thus, the ghost image reflected by the downstream component is either removed or otherwise unable to substantially or completely affect the generation of the desired image. It should be noted that the optical isolator 598 may include a quarter wave retarder configured to rotate the polarization axis of the initial light beam approximately 45 degrees.

도 3 을 참조하면, 본 발명의 예시적인 구현예에 따라서, 투사 시스템의 칼러 관리를 제공하는 방법이 제공되는데, 이것은 관련된 이미지 동화기로부터 직접적으로 노이즈와 공간 정보를 가진 하나, 2 개 또는 그 이상의 입력 광 비임을 수광하는 단계 (단계 320), 이미지 동화기로부터 조사된 광 비임의 단면적에서의 증가 비율을 감소시키거나, 또는 그것의 단면적을 감소시키기 위하여 광 비임의 초점을 맞추는 단계 (단계 325), 각각의 광 비임들에서 공간 정보로부터 노이즈를 분리시키는 단계 (단계 330) 및, 공간 정보를 구비하는 필터링된 광 출력을 조사하는 단계(단계 340)를 구비하여, 그에 의해서 출력 광 비임이 입력 광 비임에 비하여 향상된 콘트라스트를 가진다.Referring to FIG. 3, in accordance with an exemplary embodiment of the present invention, a method is provided for providing color management of a projection system, which includes one, two or more with noise and spatial information directly from an associated imager. Receiving an input light beam (step 320), focusing the light beam to reduce the rate of increase in the cross-sectional area of the light beam irradiated from the image imager, or to reduce its cross-sectional area (step 325) Separating the noise from the spatial information at each of the light beams (step 330) and irradiating the filtered light output with the spatial information (step 340) whereby the output light beam is input light. It has an improved contrast compared to the beam.

따라서, 관련된 이미지 동화기로부터 직접적으로 광 비임을 수광하도록 위치된, 근접하게 결합된 분광기들의 사용은 칼러 관리 시스템으로 하여금 각각의 이미지 동화기로써 광 비임에 부여된 노이즈의 실질적인 부분을 효과적으로 제거할 수 있게 하고 그리고 종래 기술에 비해 우수한 콘트라스트를 가진 출력 비임을 발생하게 한다. 더욱이, 본 발명은 복수개의 마이크로디스플레의 의해 복수개의 칼러 대역으로 나누도록 편광 의존 요소들 및, 다이크로익 요소들을 채용할 수 있는데, 복수개의 칼러 대역상에 공간 정보가 대응하는 복수개의 마이크로디스플레이에 의해 중첩될 수 있으며, 조절된 칼러 대역들은 재결합되어서 높은 콘트라스트의, 완전한 칼러인 투사 이미지를 발생시킨다는 점이 주목되어야 한다. 당업자들은 본 발명의 칼러 관리 시스템이 처음에 설명된 2 개의 패널 뿐만 아니라 3 개의 패널 시스템과 같은, 다중의 패널 시스템에서 사용되도록 적합화될 수 있다는 점을 이해할 것이다.Thus, the use of closely coupled spectroscopy, positioned to receive light beams directly from the associated imager, allows the color management system to effectively remove a substantial portion of the noise imparted to the light beams with each imager. And generate an output beam with better contrast compared to the prior art. Furthermore, the present invention may employ polarization dependent elements and dichroic elements to divide into a plurality of color bands by a plurality of microdisplays, wherein the spatial information on the plurality of color bands corresponds to a plurality of microdisplays. It should be noted that the adjusted color bands can be recombined to produce a high contrast, full color projected image. Those skilled in the art will appreciate that the color management system of the present invention can be adapted for use in multiple panel systems, such as the two panels described earlier as well as three panel systems.

따라서, 본 발명은 편광 의존 요소와 다이크로익 요소들을 사용하여 입력 광을 복수개의 칼러 대역으로 분리하고 (단계 310), 복수개의 대응하는 마이크로 디스플레이로 칼러 대역에 공간 정보를 중첩시킬 수 있으며 (단계 315), 조절된 칼러 대역은 공간 정보로부터 노이즈를 제거하도록 필터링되고 (단계 330), 그에 의해서 콘트라스트를 향상시키고, 높은 콘트라스트의 광 비임들이 이후에 재결합되어서 (단계 350) 완전한 칼러 투사 이미지를 발생시킨다.Thus, the present invention can use polarization dependent elements and dichroic elements to separate input light into a plurality of color bands (step 310), and superimpose spatial information on the color bands with a plurality of corresponding microdisplays (step 315), the adjusted color band is filtered to remove noise from the spatial information (step 330), thereby enhancing contrast, and the high contrast light beams are then recombined (step 350) to generate a full color projection image. .

예시적인 구현예에 있어서, 공간 정보를 중첩시키는 단계 (단계 315) 이후에, 그리고 공간 정보로부터 노이즈를 제거하는 단계 이전에 (단계 330), (예를 들면, 보다 통상적인 텔레센트릭(telecentric) 광 비임이라기 보다는) 수렴하는 원추형 광 비임 발생시키기 위하여 반사 패널로부터 조사된 비임의 기하(geometry)를 조절하는 단계(단계 328)를 수행하는 것이 소망스러울 수 있다. 이러한 단계를 채용하거나 또는 그와는 달리 용이하게 하는 구현예에 따라서, 광 비임은 감소된 단면적을 가지는 하류측의 구성부(예를 들면, 분광기)에 의해서 수광될 수 있다.In an exemplary implementation, after overlapping spatial information (step 315) and before removing noise from the spatial information (step 330), (e.g., more conventional telecentric) It may be desirable to perform the step (328) of adjusting the geometry of the beam irradiated from the reflective panel to generate a converging conical light beam rather than a light beam. According to an embodiment that employs or otherwise facilitates this step, the light beam can be received by a downstream component (eg spectrometer) having a reduced cross-sectional area.

본 발명은 다양한 예시적인 구현예에 따라서 위에서 설명되었다. 그러나 당업자들은 변형 및, 수정이 본 발명의 범위로부터 이탈됨이 없이 예시적인 구현예들에 대하여 이루어질 수 있다는 점을 인식할 것이다. 예를 들면, 다양한 요소들이 다른 방법으로 수행될 수 있는데, 예를 들면, 다른 광학의 구성들이나 또는 장치들을 제공함으로써 그렇게 된다. 이러한 대안들은 시스템의 작동과 관련된 그 어떤 다수의 인자들을 고려하거나 또는 특정의 적용예에 따라서 적절하게 선택될 수 있다. 더욱이, 이러한 변화들 및, 다른 변화들과 수정들은 다음의 청구 범위에 나타난 바와 같이, 본 발명의 범위내에 포함되도록 의도된다.The invention has been described above in accordance with various exemplary embodiments. However, those skilled in the art will recognize that variations and modifications may be made to the exemplary embodiments without departing from the scope of the present invention. For example, various elements may be performed in other ways, such as by providing other optical configurations or devices. These alternatives may be appropriately selected depending on any of a number of factors related to the operation of the system or depending on the particular application. Moreover, such changes and other changes and modifications are intended to be included within the scope of the invention, as indicated in the following claims.

본 발명은 투사 시스템등에 적용될 수 있다.The present invention can be applied to a projection system or the like.

Claims (15)

제 1 이미지 동화기와 제 1 분광기를 구비하는 칼러 관리 시스템으로서,A color management system comprising a first image analyzer and a first spectroscope, 상기 제 1 의 이미지 동화기는 제 1 의 유입되는 광을 수광하도록 위치되고 그리고 제 1 의 공간 정보를 구비하는 제 1 의 조절된 광 비임을 발생시키도록 구성된 제 1 패널을 구비하고;Said first imager comprises a first panel positioned to receive a first incoming light and configured to generate a first adjusted light beam having first spatial information; 상기 제 1 의 이미지 동화기는 상기 제 1 의 조절된 광 비임을 수광하도록 위치되고 그리고 상기 제 1 의 조절된 광 비임에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 의 초점을 맞춘 광 비임을 조사하도록 구성된 제 1 의 피일드 렌즈를 더 구비하며;The first imager is positioned to receive the first adjusted light beam and is configured to irradiate a first focused light beam based at least in part on the first adjusted light beam. Further provided with a feed lens; 상기 제 1 의 분광기는 상기 제 1 의 이미지 동화기로부터 제 1 의 공간 정보를 구비한 상기 제 1 의 초점을 맞춘 광 비임을 수광하도록 위치되고, 상기 제 1 의 분광기는 상기 제 1 의 수렴하는 광 비임에 비하여 향상된 콘트라스트를 가진 제 1 의 필터링된 광 출력을 발생시키도록 구성된, 칼러 관리 시스템.The first spectroscope is positioned to receive the first focused light beam with first spatial information from the first imager, and the first spectroscope is configured to receive the first converging light. Color management system, configured to generate a first filtered light output with enhanced contrast relative to the beam. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 의 초점을 맞춘 광 비임은 제 1 피일드 렌즈로부터의 거리와 함께 감소하는 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.And the first focused light beam has a cross-sectional area that decreases with distance from the first feed lens. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 의 초점을 맞춘 광 비임은 상기 제 1 의 피일드 렌즈로부터의 거리와 함께 일정한 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.And said first focused light beam has a constant cross-sectional area with distance from said first feed lens. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 의 초점을 맞춘 광 비임은 상기 제 1 의 피일드 렌즈로부터의 거리와 함께 증가하는 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.And the first focused light beam has a cross-sectional area that increases with distance from the first feed lens. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 제 2 의 이미지 동화기와 제 2 의 분광기를 더 구비하고,Further comprising a second imager and a second spectrometer, 상기 제 2 의 이미지 동화기는, 제 2 의 유입되는 광 비임을 수광하도록 위치되고 그리고 제 2 의 공간 정보를 포함하는 제 2 의 조절된 광 비임을 발생시키도록 구성된 제 2 의 패널을 구비하고,The second image imager comprises a second panel positioned to receive a second incoming light beam and configured to generate a second adjusted light beam comprising second spatial information, 상기 제 2 의 이미지 동화기는, 상기 제 2 의 조절된 광 비임을 수광하도록 위치되고 그리고 적어도 부분적으로 상기 제 2 의 조절된 광 비임에 기초하고 제 2 의 피일드 렌즈로부터의 거리와 함께 감소하는 단면적을 가지는 제 2 의 수렴하는 광 비임을 조사하도록 구성된 제 2 의 피일드 렌즈를 더 구비하고,The second imager is located to receive the second adjusted light beam and is at least partially based on the second adjusted light beam and decreases with distance from the second shielded lens. And a second feed lens configured to irradiate a second converging light beam having: 상기 제 2 의 분광기는 공간 정보를 포함하는 상기 제 2 의 수렴하는 광 비임을 상기 제 2 의 이미지 동화기로부터 수광하도록 위치되고, 상기 제 2 의 분광기는 상기 제 2 의 수렴하는 광 비임에 비하여 향상된 콘트라스트를 가지는 제 2 의 필터링된 광 출력을 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.The second spectrometer is positioned to receive from the second imager the second converging light beam containing spatial information, and the second spectrometer is enhanced relative to the second converging light beam. And to generate a second filtered light output having contrast. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 제 3 의 이미지 동화기 및, 제 3 의 분광기를 더 구비하고,Further comprising a third imager and a third spectrometer, 상기 제 3 의 이미지 동화기는 제 3 의 유입되는 광 비임을 수광하도록 위치되고 그리고 제 3 의 공간 정보를 포함하는 제 3 의 조절된 광 비임을 발생시키도록 구성된 제 3 의 패널을 구비하고;The third imager comprises a third panel positioned to receive a third incoming light beam and configured to generate a third adjusted light beam that includes third spatial information; 상기 제 3 의 이미지 동화기는 상기 제 3 의 조절된 광 비임을 수광하도록 위치되고 상기 제 3 의 조절된 광 비임에 적어도 부분적으로 기초하여 제 3 의 피일드 렌즈로부터의 거리와 함께 감소하는 단면적을 가지는 제 3 의 수렴하는 광 비임을 조사하도록 구성된 제 3 의 피일드 렌즈를 더 구비하고;The third imager is positioned to receive the third adjusted light beam and has a cross-sectional area that decreases with a distance from a third shielded lens based at least in part on the third adjusted light beam. A third feed lens configured to illuminate a third converging light beam; 상기 제 3 의 분광기는 공간 정보를 포함하는 상기 제 3 의 수렴하는 광 비임을 상기 제 3 의 이미지 동화기로부터 수광하도록 위치되며, 상기 제 3 의 분광기는 상기 제 3 의 수렴하는 광 비임에 비하여 향상된 콘트라스트를 가지는 제 3 의 필터링된 출력을 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 칼러 관리 시스템.The third spectrometer is positioned to receive from the third imager the third converging light beam containing spatial information, wherein the third spectrometer is enhanced relative to the third converging light beam. And generate a third filtered output having contrast. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 의 피일드 렌즈는 상기 제 1 의 반사 패널에 근접하게 위치되는 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.And the first feed lens is positioned proximate to the first reflecting panel. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 의 패널은 반사 패널인 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.And said first panel is a reflective panel. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 의 패널은 투과 패널인 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.And said first panel is a transmissive panel. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 의 수렴하는 광 비임은 타원형 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.And said first converging light beam has an elliptical cross section. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 의 수렴하는 광 비임은 원형의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.And said first converging light beam has a circular cross section. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단면적은 상기 제 1 의 피일드 렌즈로부터의 거리와 함께 감소하는 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.And the cross-sectional area decreases with distance from the first feed lens. 제 1 의 패널로부터 제 1 의 위치에서 제 1 의 공간 정보를 포함하는 제 1 의 광 비임을 수광하는 단계;Receiving a first light beam comprising first spatial information at a first location from the first panel; 상기 제 1 의 위치로부터 상기 제 1 의 공간 정보를 포함하는 제 1 의 초점을 맞춘 광 출력을 조사함으로써, 상기 제 1 의 초점을 맞춘 광 출력은 상기 제 1 의 위치로부터의 거리와 함께 감소하는 단면적을 가지게 되는 단계;를 구비하는, 투사 시스템을 위한 칼러 관리를 용이하게 하는 방법.By irradiating a first focused light output comprising the first spatial information from the first position, the first focused light output decreases with a distance from the first position. Having a; method for facilitating color management for a projection system. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 제 2 의 패널로부터 제 2 의 위치에서 제 2 의 공간 정보를 포함하는 제 2 의 광 비임을 수광하는 단계;Receiving a second light beam comprising second spatial information at a second location from a second panel; 상기 제 2 의 위치로부터 상기 제 2 의 공간 정보를 포함하는 제 2 의 초점을 맞춘 광 출력을 조사함으로써, 상기 제 2 의 초점을 맞춘 광 출력이 상기 제 2 의 위치로부터의 거리와 함께 감소하는 단면적을 가지게 되는 단계; 및,By irradiating a second focused light output containing the second spatial information from the second position, the cross-sectional area where the second focused light output decreases with a distance from the second position Having a step; And, 2 개 성분의 광 출력을 발생시키도록 상기 제 1 의 초점을 맞춘 광 출력과 상기 제 2 의 초점을 맞춘 광 출력을 결합시키는 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.Combining the first focused light output and the second focused light output to produce a two component light output. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 제 3 의 패널로부터 제 3 의 위치에서 제 3 의 공간 정보를 포함하는 제 3 의 광 비임을 수광하는 단계;Receiving a third light beam comprising third spatial information at a third location from a third panel; 상기 제 3 의 위치로부터 상기 제 3 의 공간 정보를 포함하는 제 3 의 초점을 맞춘 광 출력을 조사함으로써, 상기 제 3 의 초점을 맞춘 광 출력이 상기 제 3 의 위치로부터의 거리와 함께 감소하는 단면적을 가지게 되는 단계; 및,By irradiating a third focused light output including the third spatial information from the third position, the cross-sectional area in which the third focused light output decreases with a distance from the third position Having a step; And, 3 개 성분의 광 출력을 발생시키도록 상기 제 3 의 초점을 맞춘 광 출력과 상기 2 개 성분의 초점을 맞춘 광 출력을 결합시키는 단계;를 더 구비하는 방법.Combining the third focused light output and the two focused light output to produce a three component light output.