KR20050004840A - 피일드 렌즈를 가지는 칼러 관리 시스템 - 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.

Description

피일드 렌즈를 가지는 칼러 관리 시스템{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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

본 발명의 상기 목적들과 특징들은 다음의 도면을 참조하여 고려된 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이며, 여기에서 동일한 번호들은 동일한 요소를 나타낸다.

도 1 은 종래 기술의 칼러 관리 시스템을 도시한다.

도 2 는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 칼러 관리 시스템을 도시한다.

도 3 은 본 발명에 따른 예시적인 방법을 나타내는 순서도이다.

도 4 는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 칼러 관리 시스템을 도시한다.

도 5 는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 칼러 관리 시스템을 도시한다.

도 6 은 본 발명의 예시적인 구현예에 따라서 근접하게 결합된 피일드 렌즈(field lens)를 가지는 이미지 동화기를 가진 칼러 관리 시스템을 도시한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

본 발명은 투사 시스템등에 적용될 수 있다.

Claims (15)

1. 제 1 이미지 동화기와 제 1 분광기를 구비하는 칼러 관리 시스템으로서,

   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;

   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;

   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.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 의 초점을 맞춘 광 비임은 제 1 피일드 렌즈로부터의 거리와 함께 감소하는 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   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.
4. 제 1 항에 있어서,

   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.
5. 제 1 항에 있어서,

   제 2 의 이미지 동화기와 제 2 의 분광기를 더 구비하고,

   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,

   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,

   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.
6. 제 5 항에 있어서,

   제 3 의 이미지 동화기 및, 제 3 의 분광기를 더 구비하고,

   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;

   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;

   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.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 의 피일드 렌즈는 상기 제 1 의 반사 패널에 근접하게 위치되는 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 의 패널은 반사 패널인 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 의 패널은 투과 패널인 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 1 의 수렴하는 광 비임은 타원형 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 1 의 수렴하는 광 비임은 원형의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 단면적은 상기 제 1 의 피일드 렌즈로부터의 거리와 함께 감소하는 것을 특징으로 하는 칼러 관리 시스템.
13. 제 1 의 패널로부터 제 1 의 위치에서 제 1 의 공간 정보를 포함하는 제 1 의 광 비임을 수광하는 단계;

    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.
14. 제 13 항에 있어서,

    제 2 의 패널로부터 제 2 의 위치에서 제 2 의 공간 정보를 포함하는 제 2 의 광 비임을 수광하는 단계;

    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,

    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.
15. 제 14 항에 있어서,

    제 3 의 패널로부터 제 3 의 위치에서 제 3 의 공간 정보를 포함하는 제 3 의 광 비임을 수광하는 단계;

    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,

    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.