TWI412867B - 以雷射為基礎之投射器中的色彩混合桿積算器 - Google Patents

Description

以雷射為基礎之投射器中的色彩混合桿積算器

本發明係關於一種用於在雷射為基礎之投射引擎中照明一顯示面板之色彩混合桿積算器。更明確地說，本發明係關於一種在雷射為基礎之投射引擎中減少雷射斑點且同時確保投射影像之均勻照明的色彩混合桿積算器。

目前，超高壓(UHP)燈為背投射及正投射應用之最為確定的光源，因為其以可負擔之成本組合了高流明效率與高的源亮度。近年來，固態光源技術已改良很多使得其有望與UHP技術競爭。此係因為固態光源提供一些獨特優勢，諸如高色彩純度、快速光學響應及無汞操作。可用於顯示器之最成熟的固態光源技術為高亮度LED，其可以低成本、高流明效率及小形狀因數來用於所有顯示原色。然而，由於LED之光輸出相當低且由於étendue(光展量，為光束照射面與光束散射角度之函數)與UHP燈之étendue相當，所以一以LEDs為基礎之投射器具有低流明輸出及中等大小。因此，在需要大螢幕大小之應用上，此等投射器(仍)不可與UHP燈競爭。然而，其可非常良好地用於需要低操作功率及緊密設計之新應用領域中，諸如手持式及行動投射器。然而，仍不清楚以LED為基礎之投射器是否可跟上對更小大小及更高流明輸出的不斷增加之需求。

另一類固態光源(雷射)具有與非常小之étendue組合的極高的源亮度。實際上，可認為其係一點源，且此使吾人能夠構造可能的最小光引擎。其使得能夠設計及建構用於手持式及行動應用之真正攜帶型電池供電之微型投射顯示器。另外，雷射在可在若干瓦特之範圍內的輸出功率時可用，因此實現高流明輸出。謹記以上描述，期望雷射成為所有類型之投射應用的主要光源。

然而，存在一些阻止雷射在顯示器中應用的問題。此等問題中最重要的係雷射斑點、成本、綠色及藍色之可用性及流明效率。斑點問題相當嚴重。雖然可用性及流明效率將可能在可預見之將來得到解決，但用於顯示器之雷射在那時將處於其學習曲線的開始點，此暗示來自雷射之每流明的成本仍將相當高。因此，在諸如商業對商業正投射及背投射TV之應用中，其將非常難以與確定的UHP技術競爭。實情為，針對新的攜帶型投射應用為更切合實際的。

對於此等類型之應用而言，LEDs及雷射均為有吸引力之選項且其將可能主要在投射器之價格及大小上彼此競爭。如上所述，以雷射為基礎之投射器之大小將大大小於以LED為基礎之投射器的大小，但在不久之將來，由雷射產生之每流明的價格將為一較高的數量級。另外，即使兩種技術均完全達到成熟，但雷射仍將較為昂貴，因為雷射之處理流程需要更多的沈積步驟，每一沈積步驟必須以較高水準的處理控制來進行。

然而，每流明的較高價格不必成為雷射在投射顯示器中之應用的致命瓶頸，因為存在許多降低投射器之完整光引擎的成本的可能。首先，使用雷射之投射器將具有更高的光效率，此暗示自雷射輸出之所需流明減少。其次，使用一具有二維掃描鏡之架構避免了對昂貴光調變器(諸如矽上液晶(Liquid crystal on silicon；LCoS)面板)的需要。然而，可疑的係此類引擎是否可提供所需的影像品質。其亦為降低或多或少習知的以二維光調變器為基礎之投射器之成本的選項。

新近，亦提議使用光導之光學架構用於HTPS透射投射引擎及以DMD及LCoS為基礎之反射投射引擎。此等所提議架構之共同點為其必須與發射白光之光源組合。

此暗示光必須***為三個或三個以上之原色，且此功能可藉由以三類二向色濾波器覆蓋積算器之出射面來獲得。白光源之另一暗示為在沒有使用移動部分時色彩循序操作係不可能的。因此，此等架構更適合於3面板架構，3面板架構固有地比1面板架構更昂貴且較不緊密。

當使用發射顯示原色之光的光源(諸如LED或雷射)時，有可能對單顯示面板使用訊框循序操作。在此一架構中，僅需要一單一光導來使所有三原色均勻。

本發明提供一種利用雷射光源之高光束品質來降低訊框循序操作且以雷射為基礎之投射器之成本及減小其大小的光學系統、組件及方法。使用一色彩混合桿積算器，本發明使雷射光均勻化，因此將適當之照明圖案供應至空間光調變器。色彩混合桿積算器亦用於重新組合至少兩個原色之光，因此避免對二向色重新組合光學元件之需要。為達成此目的，將所有光耦合進一相同的積算器之入射面101 中，見圖1。

一般熟習此項技術者應理解，以下描述係為說明而非限制之目的而提供。熟習此項技術者理解存在許多落入本發明之精神及所附申請專利範圍之範疇中的變化。可自當前描述省略已知功能及結構之不必要的細節以不混淆本發明。

本發明提供一種系統、裝置及方法，其中一光導與至少兩種且最通常為三種類型之雷射源組合，該等雷射源具有高光束品質且發出在顯示原色之波長內之光。藉由光學元件(例如，正透鏡)來將光束聚焦於入射孔，使得光束在積算器中發散(見圖1)。在光導中，多數射線將碰撞該光導之壁，在壁處其藉由全內反射(TIR)而反射。此機構確保光分佈在光導之出射面處為均一的且可用於照明一顯示面板。

請注意，在圖1a中，在進入積算器時，光束之間的距離相當大。在一較佳實施例中，該距離儘可能地小以避免紅光、綠光與藍光之強度分佈之間的失配。亦注意，光束之方向較佳垂直於色彩混合桿積算器100之入射面101。另外，一或多個角度相同之光束或角度稍有不同之光束可能使光束能夠聚焦於同一孔中。雖然此導致一正確影像，但當光被阻斷而超出焦點時可能出現彩色陰影。

較佳實施例以說明於圖1b及圖1c中之兩種替代方式來照明面板。在一第一替代實施例150中，色彩混合桿積算器 100係用於顯示面板108之鄰近照明。由於所有光組合於單一積算器中，所以此照明系統必須與一色彩循序操作顯示面板組合，諸如LCOS面板或數位鏡像元件(DMD)108。在圖1b中，說明第一替代實施例150，即，照明一LCOS面板108。如圖1c所說明，第二替代實施例160使用本發明之色彩混合桿積算器100藉由中繼光學元件109來照明。另外，請注意，第二替代實施例160比第一替代實施例更龐大。

對於行動或手持式投射器而言，必須具有一小器件。然而，為了在光導中具有足夠的均勻性，多數光束必須在光導之側壁上具有至少兩次反射。在本發明中，可藉由增加發散角θ 而增加在色彩混合桿積算器中之反射的數目，此等效於使用一具有較低光圈數之光束。然而，發散角僅可增加至仍可為系統之投射透鏡所接受之程度。實務上，投射透鏡在空氣中通常具有為2之光圈數(此暗示在具有1.5之折射率時在光積算器中具有為3之光圈數，此折射率對於玻璃或塑膠而言為典型的)。當為了獲得光分佈之足夠均勻化而使用積算器之長度與寬度的比率分須等於光圈數之兩倍的經驗法則時，結果係積算器長度為70 mm。由於此對於一行動投射器而言相當大，所以在第二實施例中提供積算器之替代設計且其說明於圖2中。

在第二實施例200中，亦允許雷射光之部分朝著雷射光源反射。為此，色彩混合桿積算器之出射面105由以雷射光源之波長部分反射之部分反射塗層204覆蓋，使得入射於其上之光經由該積算器之桿狀主體106朝著雷射源反 射。為了防止朝著源向回行進之光的多數的損失，色彩混合桿積算器200之入射面101覆蓋有高反射塗層202(亦顯示於圖1a中，如元件編號102)，例如，銀或多層介電堆疊，以使入射於其上之光朝著色彩混合桿積算器200之出射面105反射。入射面101上之高反射塗層202之反射係數較佳非常高。實務上，反射係數較佳為至少98%。較佳在入射面101上之高反射塗層202中造出複數個孔103，該複數個孔103中之每一者對應於該複數個雷射光源中之至少一者。雖然，一孔用於所有三種色彩為可能的，但此減小了色彩混合桿積算器200之輸出量且不係較佳的。該複數個孔103中之每一孔具有一直徑，該直徑使得具有極低étendue且因此可聚焦於一極小光點的雷射光可通過該孔而沒有顯著的光損失或繞射效應。

僅作為實例，在圖1a中，描繪了一雷射光束，其經聚焦使得其以一半角θ _½ 進入色彩混合桿積算器100。一具有該半角之光束可聚焦至由下式給出之直徑d： 孔之直徑較佳超過此大小至少兩倍以使繞射效應最小化。

在圖2所說明之實施例中，雖然在入射面101上之反射塗層202使入射於其上之光的多數朝著出射面105反射，但該光之一些將穿過孔103或在該系統之其他某處被吸收。在下文提出色彩混合桿積算器200之一模型以判定損失因數對積算器200之總的光學輸出量的影響。

在色彩混合桿積算器200之不同位置處的光通量指示於 圖3中。在圖3中，定義以下符號。

(r )301為經由具有相關面積r(亦即，總面積之小部分)的入射孔103進入積算器之光通量。當然，該光通量為孔之半徑的函數。在積算器100、200內部，將自左至右的光通量定義為303且自右至左的光通量定義為ψ ₁ 304。最後，將離開積算器之光通量定義為307。

由於全內反射，將側壁(積算器之內表面)107之反射係數定義為統一的，將入射面之反射率定義為R_i 302，將出射面之反射率定義為R_e 305且將出射面之透射率定義為T_e 306。

在積算器內部及外部之不同位置處的通量現在可描述於以下一組方程式中： 透射強度藉由消除及ψ ₁ 來計算： 藉由此公式，可計算透射效率，其由定義。對於由鄰近照明來照明0.55" WVGA HTPS透射LCD面板的雷射光束而言，計算結果如下：

‧出射面之面積大致為8.4*11.2 mm² 。

‧聚焦於積算器之孔103上之光束之最大F/#為5。因此，(繞射受限)光束之光點直徑在該情況下最大為60 μm，暗示孔直徑應為120 μm或更大。

‧r之值為3．10^-4 (三個孔用於該等色彩)。

‧入射面之反射係數在98%與99%之間變化。

圖4說明色彩混合桿積算器200之透射率作為出射面之反射率之函數的圖。

在計算中，可藉由應用色彩混合桿積算器加以區分兩項替代實施例。

1. 在第一替代實施例中，光束在積算器510內部發散至其在第一次通過積算器後完全覆蓋積算器之出射面500的程度。其恰好覆蓋出射面500之情形描繪於圖5a中。又，一更長的積算器(或較低的光圈數)為可能的。一緊密積算器可藉由選擇一低光圈數(例如，2)來獲得。自一模擬，已判定出射面之0.5的反射係數及35 mm之積算器長度在出射面處導致均勻圖案。自圖4可看出，色彩混合桿積算器510之透射率在該情況下幾乎統一。

2. 在第二替代實施例中，選擇光圈數以使其大於第一替代實施例之積算器510的光圈數，使得第一次穿過色彩混合桿積算器510在出射面處導致相對較小的光點。此情形說明於圖5b中。若出射面之反射係數太小，則出射面處之強度分佈展示一亦出現於投射影像中之明亮的"熱光點"。因此，較佳選擇足夠高且不太高之反射係數。自模擬已判定，當與為5之光圈數及20 mm之色彩混合桿積算器長度組合時，端面之反射係數R_e 較佳為至少95%。在R_e =95%之情形下，色彩混合桿積算器之輸出量對於R_i =98%及99%分別為72%及83%。在R_e =95%時，輸出量主要由歸因 於入射面之反射造成的損失來判定。因此，藉由(例如)將僅允許正確波長之光通過的干擾濾波器置放於入射孔103處來減小r為有利的。

應注意，應用本發明之色彩混合桿積算器200之此第二替代實施例可包括一具有較高光圈數之投射透鏡。此具有減小成本且增加焦點之深度的優勢。

在應用本發明之色彩混合桿積算器200之兩項替代實施例中，平均來說，光將通過色彩混合桿積算器200複數次。若通過積算器200不同次數之光束的路徑長度差異大於所用之光的相干光，則光束不彼此干擾。在與一僅使用單次通過積算器之系統進行比較時，此導致藉由該照明系統之雷射產生影像具有一減小之斑點對比度。亦認為平均通過次數判定斑點減少之量。因此，第二替代實施例提供最佳之斑點減少。

在本發明中：

‧色彩混合桿積算器包含一與其光源一起可用作投射引擎中之照明單元的光學積算器及色彩混合器。本發明之色彩混合積算器可用於鄰近照明或藉由中繼透鏡進行之照明。根據本發明，亦可能放大或減小一光學成像系統之出射面的大小。在放大出射面之情況下，可使積算器之光圈數變小，使得在顯示面板處光圈數仍通常為2。

‧所照明之面板可為一種二維或一維空間光調變器。前一種情況詳細描述於實施例之前述論述中。在後一種情況中，必須使用一具有所述實施例之形狀的平坦光導，其中該光導之厚度大大小於該光導之其他尺寸。

．本發明可用於照明極小之顯示面板(小於0.5")，而沒有歸因於系統之受限可接受孔徑之光損失。使用一極小之顯示面板降低了面板成本且同時減小了照明光學元件之大小。此為本發明優於以UHP及LED為基礎之系統之一優勢。

．在上述本發明之所有實施例中，使用每雷射一色彩。然而，此將簡化論述。有可能使用每一色彩多個雷射，使得每一色彩在入射面中具有其自身的孔。每一色彩使用一個以上之源增加了成本，但同時減小了斑點對比度。

．應注意，如圖1b及圖1c所描繪之照明機制均具有一增加系統之光學效率的額外優勢。處於斷態之像素之光可朝著桿積算器重新定向。由於積算器之出射面及/或入射面之反射係數相當高，所以可使大多數光再循環。一快速計算產生以下結果：在視訊顯示器負載處之峰值亮度增加了三倍。此導致閃爍影像。

．為了減小影像中之熱光點的效應，在出射面之整個表面上，積算器之出射面的反射係數不必為恆定的。

．本發明亦適用於具有三種以上原色的光引擎架構中。

雖然已說明且描述了本發明之色彩混合桿積算器之較佳實施例，但熟習此項技術者將理解，如本文所述之本發明之實施例為說明性的，且在不脫離本發明之實際範疇之情況下可做出各種變化及修改且可以等效物替代其元件。另外，在不脫離其中心範疇的情況下，可做出許多修改以使本發明之教示適合一特定情形。因此，意欲本發明不限於作為預期用於執行本發明之最好模式而揭示的特定實施例，但本發明包括落入所附申請專利範圍之範疇內的所有實施例及所有建構技術。

100．．．色彩混合桿積算器

101．．．入射面

102．．．第一反射塗層

103．．．孔

105．．．出射面

106．．．桿狀主體

107．．．內表面

108．．．顯示面板

109．．．中繼光學元件

150．．．第一替代實施例/投射引擎

160．．．第二替代實施例/投射引擎

200．．．色彩混合桿積算器

202．．．高反射塗層

204．．．部分反射塗層

301．．．入射孔

500．．．色彩混合桿積算器

550．．．出射面

圖1a說明根據本發明之第一實施例之以三個雷射源來照明之色彩混合桿積算器；圖1b說明色彩混合桿積算器藉由鄰近照明而在一投射器之光引擎中之使用；圖1c說明色彩混合桿積算器藉由應用中繼光學元件而在一投射器之光引擎中之使用；圖2說明根據本發明之色彩混合桿積算器組件之第一替代實施例；圖3說明根據本發明之在器件中具有相關光通量之桿積算器組件；圖4說明根據本發明之色彩混合桿積算器組件100之透射率作為出射面之反射率的函數的圖；及圖5a及圖5b說明本發明中之色彩混合桿積算器之兩個替代實施例。

100．．．色彩混合桿積算器

101．．．入射面

102．．．第一反射塗層

103．．．孔

105．．．出射面

106．．．桿狀主體

107．．．內表面

Claims (26)

1. 一種用於具有複數個顯示原色(primary display color)之雷射光之複數個光束之色彩混合桿積算器(integrator)，其包含：一桿狀主體，其具有一在其中通過雷射光之內部及一反射入射於其上之光之內表面；一入射面，其覆蓋有一第一反射塗層以將入射於其上之光反射回該桿狀主體之該內部中，且定位於具有複數個孔之該桿狀主體之一第一末端上，使得該複數個孔中之每一者允許該複數個光束中之至少一光束的光在其中通過以進入該桿狀主體之該內部；一出射面，其定位於該桿狀主體之與該入射面相對且平行之一第二末端上，該出射面經組態以允許入射於其上之光的一部分在其中通過；及用於使該等光束中之每一者經由該內部朝著該出射面發散之至少一透鏡，其中，經由該複數個孔進入該色彩混合桿積算器之該雷射光的部分在通過該出射面之前被迫通過該桿狀主體之該內部數次且接著經由該出射面出射作為出射光(exit light)，且其中該出射光被該色彩混合桿積算器均勻化。
2. 如請求項1之色彩混合桿積算器，其中通過該色彩混合桿積算器達不同次數之多個光束的路徑長度差異大於所用之光的一相干長度(coherence length)，使得該等光束不彼此干擾。
3. 如請求項1之色彩混合桿積算器，其中該通過該出射面之雷射光之斑點減少至少75%且具有一大於85%之透射率。
4. 如請求項1之色彩混合桿積算器，其中該至少一透鏡包含經定位於該複數個孔處之至少一正透鏡(positive lens)，使得一光束在結束一第一次通過該色彩混合積算器時之發散為一選自由一跨越該出射面整體之光點及一在該出射面上具有一預定直徑之光點所組成的群組的發散。
5. 如請求項4之色彩混合桿積算器，其中：該出射面覆蓋有一部分反射塗層，該部分反射塗層允許入射於其上之光的一部分在其中通過且將入射於其上之光的一部分朝著該光之一源反射回該桿狀主體中；且在該入射面上之該第一反射塗層之一折射率較該部分反射塗層之一折射率更高。
6. 如請求項5之色彩混合桿積算器，其中：該第一反射塗層為選自由銀及一介電堆疊組成之群組；且該複數個孔之每一者皆具有一直徑，該直徑大於可聚焦於該複數個孔之一第一孔中之雷射光之直徑之至少兩倍。
7. 如請求項6之色彩混合桿積算器，其中：該雷射光經聚焦以在空氣中以一小於20度之半角θ _½ 進入該複數個孔中之每一者； 該複數個孔中之每一者具有一大於等於2d 之直徑，其中d 藉由以下方程式判定 以使繞射效應最小化；且該第二反射塗層經定尺寸以具有一低於50%的透射係數T _e 及一反射係數R _e =1 -T _e ，使得藉此該光之部分可經透射且部分可反射回該色彩混合桿積算器中，其中，該反射光行進回到該入射面且經反射以用於另一次通過該色彩混合桿積算器，其具有一在該出射面處離開該色彩混合桿積算器之光由已通過該色彩混合桿積算器至少兩次的光組成的淨效應。
8. 如請求項7之色彩混合桿積算器，其中該半角θ _½ 在空氣中小於15度。
9. 一種用於整合光之複數個雷射光束之方法，每一光束包含複數個顯示原色中之一者，該方法包含以下步驟：提供一具有一桿狀主體之色彩混合桿積算器，其包括一定位於一第一末端上的入射面及一定位於一與該入射面(101)相對且平行之第二末端上的出射面(105)，且具有一光之該複數個雷射光束在其中通過之內部及一將入射於其上之光反射回該桿狀主體之該內部中的內表面；以一在其中具有複數個孔之第一反射塗層覆蓋該入射面，以便允許該複數個雷射光束之光在其中通過且進入該桿狀主體之該內部，該第一反射塗層經組態以將入射 於其上之光反射回該桿狀主體之該內部中；及使該複數個雷射光束中之每一者經由該內部朝著該出射面發散，其中，迫使經由該複數個孔進入該桿狀主體之該等雷射光束之該光的部分在通過該出射面之前通過該內部達複數次且接著經由該出射面出射作為出射光(exit light)，且其中該出射光被該色彩混合桿積算器均勻化。
10. 如請求項9之方法，其中該桿狀主體的一長度大於或等於雷射光之該等光束之相干長度，使得該經由該出射面離開之光之斑點減少。
11. 如請求項9之方法，其中該經由該出射面出射之光之斑點減少至少75%且具有一大於85%之透射率。
12. 如請求項9之方法，其進一步包含以下步驟：提供一覆蓋該出射面之部分反射塗層，該部分反射塗層將該入射於其上之光的一部分反射回該色彩混合桿積算器之該內部中且允許該入射於其上之光的一剩餘部分在其中通過。
13. 如請求項12之方法，其中該複數個孔中之每一者皆具有一直徑d，該直徑d大於通過該複數個孔之雷射光之直徑之至少兩倍。
14. 如請求項13之方法，其中該發散步驟進一步包含以下步驟：提供複數個光學元件，該複數個光學元件經定位於該複數個孔處，使得一光束在結束一第一次通過該色彩混合積算器時之發散為一選自由一跨越該出射面整體之 光點及一在該出射面上具有一預定直徑之光點所組成的群組的發散。
15. 如請求項14之方法，其進一步包含以下步驟：使光之該等光束中之每一者聚焦以在空氣中以一小於20度之半角θ _½ 進入該複數個孔中之一孔；為該複數個孔(103)中之每一該孔定大小以使其具有一大於等於2d 之直徑，其中d 由以下方程式判定 以使繞射效應最小化；及為該第二反射塗層定尺寸以使其具有一低於50%的透射係數T _e 及一反射係數R _e =1 -T _e ，使得藉此該光之部分可經透射且部分可反射回該色彩混合桿積算器之該內部中，其中，該反射光行進回到該入射面且經反射以用於另一次通過該色彩混合桿積算器，其具有一在該出射面處離開該色彩混合桿積算器之光由已通過該色彩混合桿積算器至少兩次的光組成的淨效應。
16. 如請求項15之方法，其中該半角θ _½ 在空氣中小於15度。
17. 一種投射引擎，其包含：一色彩混合桿積算器，其包括：- 一桿狀主體，其具有複數個顯示原色之雷射光之複數個光束在其中通過之內部及一將入射於其上之光反射回該桿狀主體之該內部的內表面， - 一入射面，其定位於該桿狀主體的一第一末端上，該第一末端覆蓋有一在其中具有複數個孔之第一反射塗層，以允許光之複數個光束在其中通過進入該桿狀主體之該內部，該第一反射塗層將入射於其上之光反射回該桿狀主體之該內部中，- 至少一透鏡，用於使該複數個光束中之各光束經由該內部朝著該出射面發散，該至少一透鏡經定位鄰近於該複數個孔，及- 一出射面，其定位於該桿狀主體之一與該入射面相對且平行之第二末端上，其中，經由該複數個孔以一給定半角(half angle)進入該色彩混合桿積算器之雷射光之該等光束的部分在通過該出射面之前被迫通過該內部達若干次且接著經由該出射面出射作為出射光(exit light)，且其中該出射光被該色彩混合桿積算器均勻化；一顯示面板，其經組態鄰近於該色彩混合桿積算器之該出射面，使得該顯示面板之照明係藉由該經由該出射面離開之均勻光。
18. 如請求項17之投射引擎，其中該桿狀主體的一長度大於或等於具有複數個顯示原色之雷射光之該複數個光束的相干長度，使得該經由該出射面離開之光之斑點減少。
19. 如請求項17之投射引擎，其中經由該出射面離開之雷射光之該等光束之斑點減少至少75%且具有一大於85%之透射率。
20. 如請求項17之投射引擎，其進一步包含一為一覆蓋該出射面之部分反射塗層之第二反射塗層，其中，雷射光之該複數個光束的一部分藉由該部分反射塗層朝著雷射光之該複數個光束的來源反射且雷射光之該複數個光束之一剩餘部分經由該出射面離開。
21. 如請求項20之投射引擎，其中該至少一透鏡包含經定位於該複數個孔處之至少一正透鏡，使得一光束在結束一第一次通過該色彩混合積算器時之發散為一選自由一跨越該整個出射面整體之光點及一在該出射面上具有一預定直徑之光點所組成的群組之發散。
22. 如請求項21之投射引擎，其中在該入射面上之該第一反射塗層之一折射率較該部分反射塗層之一折射率更高。
23. 如請求項22之投射引擎，其中：該第一反射塗層為一選自由銀及一介電堆疊組成之群組之材料；各該複數個孔皆具有一直徑，使得雷射光之該複數個光束中的每一者皆可聚焦於該複數個孔中之一者中且可在其中通過。
24. 如請求項23之投射引擎，其中：使雷射光之各該光束經聚焦以在空氣中以一小於20度之半角θ _½ 進入該複數個孔中之一者；該複數個孔中之每一者皆具有一大於等於2d 之直徑，其中d 藉由以下方程式判定 使繞射效應最小化；且該第二反射塗層經定尺寸以具有一低於50%之透射係數T _e 及一反射係數R _e =1 -T _e ，使得藉此該光之部分可經透射且部分可反射回該色彩混合桿積算器中，其中，該反射光行進回到該入射面且經反射以用於另一次通過該色彩混合桿積算器，其具有一在該出射面處離開該色彩混合桿積算器之光由已通過該色彩混合桿積算器至少兩次的光組成的淨效應。
25. 如請求項24之投射引擎，其中該半角θ _½ 在空氣中小於15度。
26. 如請求項24之投射引擎，其進一步包含一鄰近於該出射面的中繼光學元件，該中繼光學元件經組態以完成對該顯示面板之照明。