KR101083789B1 - 수 개의 광빔의 조합을 가능케 하는 조명 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 두 개의 광 빔(12.1, 12.2)을 결합하는 조명 시스템에 관한 것이다. 프리즘(20)은 2면체를 형성하는 두 개의 입구 면(20.1, 20.2)에 의해 경계가 정해진다. 통합기(30)는 프리즘의 출구 면(20.3)에 결합된다.
각 빔은 입구 면 중 한 면을 통해 프리즘을 통과하여, 다른 입구 면에서 내부 반사에 의해 출구 면(20.3)을 향해 반사된다. 이들 빔은, 통합기가 거의 균일한 출구 빔(4)을 전달하는 방식으로, 실질적으로 통합기의 출구 면상에 집속된다.
본 발명은 프로젝션 및 백프로젝션 장치에 적용 가능하다.

Description

수 개의 광빔의 조합을 가능케 하는 조명 시스템 {LIGHTING SYSTEM ENABLING COMBINATION OF SEVERAL LIGHT BEAMS}
본 발명은 물체를 조명하기 위한 광 조명 시스템에 관한 것이고, 보다 상세하게는 영상 프로젝션 또는 백프로젝션 장치에서 공간 광 변조기를 조명하기 위한 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 조명 시스템을 사용하는 프로젝터 또는 백프로젝터에 관한 것이다.
프로젝션 분야에 있어서, 수 개의 광원을 사용하는 개별 공간 광 변조기를 조명하는 것이 필요할 수 있다. 이러한 경우는 예컨대, 제한된 출력 레벨의 램프를 사용하는 것이 요구될 때, 또는 상호 보완적인 광 방출 스펙트럼을 갖는 램프를 사용하는 것이 필요할 때이다. 따라서, 단일 조명 빔을 변조기에 전달하기 위하여, 이들 광원에 의해 방출된 빔을 결합하는 것이 필요하다.
미국특허 제6,224,217호(도 1 참조)에 개시된 것과 같은 다양한 시스템이 알려졌고, 이러한 시스템에서 두 개의 광원으로부터의 빔은 프리즘의 외부 면과 같은 두 개의 반사 표면에 의해 동일한 방향을 따라 반사된다. 그러나, 이러한 시스템에 있어서, 균일한 조명을 제공하는 단일 빔을 얻기 위하여 두 개의 재결합된 빔의 완전한 중첩을 얻기는 어렵다.
미국특허 제5,504,544호(도 2 참조)에 개시된 것과 같은 다른 시스템은 두 개의 시준 광빔에 의해 조명되는 프리즘의 배열을 제공한다. 각 빔으로부터의 광은 프리즘의 한 면을 통해 각 프리즘을 통과하고, 프리즘의 다른 면에서의 내부 반사에 의해 반사된다. 배열 프리즘의 결합은 따라서 단일 방향을 따라 두 개의 빔을 결합시킨다. 이러한 시스템은 값비싼 구성요소인 프리즘 배열을 필요로 한다. 덧붙여, 프리즘 배열의 출력으로서 얻어진 빔의 조명 균일도는 광원에 의해 전달된 빔의 균일도에 의존한다.
미국특허 제6,341,876호와 미국특허출원 제2001/048562호는 빔의 결합과 통합을 위한 광학 성분을 개시하는데, 이러한 광학 성분은, 상류에서 하류 방향으로,
- 상류에서 입구 면으로 불리는 제 1 면과 2면체(dihedron)을 형성하는 제 2 면에 의해 경계가 정해지는 적어도 하나의 프리즘으로서, 입구 면은 광원으로부터 나오는 빔 중 한 빔을 수광하고, 이 빔은 프리즘을 통과하여 제 2 면에서 내부 반사에 의해 적어도 부분적으로 반사하는, 적어도 하나의 프리즘과,
- 하류에서, 투명 재질의 원통형 봉(rod)을 포함하는 광 통합기로서, 상기 원통형 봉은 입구 단부으로 불리는 일 단부에서 적어도 하나의 프리즘에 의해 반사된 상기 빔을 수광하고, 상기 봉의 길이는, 상기 빔의 광이 상기 봉의 내부 벽에서 수 회 반사되여, 출구 단부로 불리는 다른 단부에서 거의 균일한 조명 빔을 전달하도록, 그 길이가 정해지는, 광 통합기를, 포함한다.
프리즘은 미국특허 제6,341,876호에서와 같이 통합기 봉과는 분리된 항목일 수 있거나, 미국특허출원 제2001/048562호에서와 같이 통합기 시스템의 봉의 일체 부를 형성할 수 있다.
빔을 결합하고 통합하기 위한 이러한 광 성분의 한 단점은 많은 수의 프리즘을 필요로 한다는 점, 즉 빔 당 하나의 프리즘이 결합되는 것을 필요로 한다는 점이다. 이러한 점은 결합될 빔의 수가 2이상일 때 훨씬 더 문제가 심각해진다.
본 발명은 상술한 단점을 해결하기 위한 조명 시스템을 제공한다.
본 발명은 따라서 비동일 직선의 및 비시준된 광 빔을 방출하는 적어도 두 개의 광원과, 2면체를 형성하는 적어도 제 1 및 제 2 입구 면과 출구 면에 의해 경계가 정해지는 프리즘을 포함하는 조명 시스템에 관한 것이다. 각 빔은 상기 입구 면 중 한 면을 통해 프리즘을 통과하고, 내부 반사에 의해 상기 다른 입구 면에서 출구 면을 향해 적어도 부분적으로 반사된다. 상기 시스템은 또한 상기 출구면에 광학적으로 접속되어 한 입구 면을 통해 상기 프리즘에 의해 반사된 상기 빔을 수광하는 광 통합기를 포함한다. 봉의 길이는, 상기 빔의 광이 통합기의 내부 벽에서 수회 반사되어, 통합기가 출구 면을 통해 거의 균일한 조명 빔을 전달하도록, 그 길이가 정해진다. 이러한 조명 시스템에 있어서, 적어도 하나의 프리즘과 통합기는 별도의 항목이다.
보다 정확하게, 본 발명의 주제는 비동일 직선의 시준되지 않은 광 빔을 방출하는 적어도 두 개의 광원과, 이들 광빔의 경로에 배치되어, 이들 빔을 결합하고 통합하기 위한 광 성분을 포함하는 조명 시스템에 관한 것으로, 상기 광 성분은 상기 경로의 상류 단부로부터 하류 단부 방향으로,
- 상류에서, 2면체를 형성하는 적어도 제 1 및 제 2 입구 면에 의해 경계가 정해지는 적어도 하나의 프리즘으로서, 각 빔은 입구 면 중 한 면을 통해 통과하고, 다른 입구면에서 내부 반사에 의해 적어도 부분적으로 반사되는, 적어도 하나의 프리즘과,
- 하류에서, 투명 재질의 원통형 봉을 포함하는 광 통합기로서, 상기 원통형 봉은 입구 단부로 불리는 일 단부에서 적어도 하나의 프리즘에 의해 반사된 빔을 수광하고, 상기 봉의 길이는 이들 빔의 광이 상기 봉의 내부 벽에서 수회 반사되여, 출구 단부로 불리는 다른 단부에서 거의 균일한 조명 빔을 전달하도록, 그 길이가 정해지는, 광 통합기를 포함한다.
후자의 조명 시스템에 있어서, 통합기의 적어도 하나의 프리즘과 봉은 단일 항목을 형성할 수도 있다. 각각(또는 적어도 하나)의 프리즘은 따라서 광원에 의해 방출된 모든 빔을 결합한다. 이것은 미국특허 제6,341,876호의 도 7, 또는 미국특허출원 제2001/048562호의 도 1에 도시된 것으로 광원 당 하나의 프리즘을 필요로하는 구성보다 더 단순하고 더 값싼 구성을 초래한다. 결합될 세 개의 광원, 예컨대 프로젝션 또는 백프로젝션 장치에 사용될 수 있는 세 개의 다른 원색 광원의 경우, 본 발명 덕분에, 오직 단일 프리즘만이 사용될 수 있고, 이러한 단일 프리즘은 따라서 직사각형을 기초로 하거나 정사각형을 기초로 한 프리즘이 될 수 있다. 이러한 동일한 프리즘은 심지어 4개의 광원을 결합하는데 사용될 수도 있다. 따라서, 조명 시스템은 적어도 세 개의 광원을 포함하거나/포함하고, 광 성분은 상류에서 단일 프리즘만을 포함하는 것이 바람직하다.
더욱이, 비동일 직선의 빔을 사용하기 때문에, 하류의 통합기 봉의 내부 벽에서 유리하게 많은 반사가 존재하게 되고, 이는 심지어 제한된 길이에서도 다른 단부에서 보다 균일한 조명 빔을 생성한다. 바람직하게, 각 빔의 개구수는 2이상이다.
바람직하게, 광원의 배치와 적어도 하나의 프리즘의 외형 및 재질은, 적어도 한 프리즘에 의해 반사되는 다양한 빔의 평균 방향이 대략 서로 평행하고, 통합기 봉의 원통 축에 평행하고, 적어도 상기 봉의 입구 단부에서 이러한 원통 축에 평행하도록, 조정된다. 왜냐하면 프리즘의 외형 및 굴절율이 프리즘의 출구에서 빔의 배향을 결정하기 때문이다.
바람직하게, 적어도 하나의 프리즘의 제 1 및 제 2 입구 면은 서로 대략 60°의 각도를 이룬다. 더욱이, 이들 두 면의 이등분 평면은 통합기 봉의 원통 축에 평행하는 것이 바람직하다.
더욱이, 각 빔이 통합기의 입구 단부상에 실질적으로 수렴하도록 준비한다.
상기 프리즘은 피라미드 형태일 수 있고, 출구 면은 짝수 개의 변을 갖는 정 다각형(regular polygon)이고, 수평 면은 입구 면으로 작용한다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 직각 삼각형 단면의 두 개의 프리즘이 제공된다. 각 프리즘의 직각을 결정하는 제 1 면은 통합기의 입구 면에 결합된다. 각 프리즘의 직각을 결정하는 제 2 면은 빔 분할기를 감싼다.
본 발명은 이와 같이 기술된 조명 시스템을 사용하는 프로젝션 또는 백프로젝션 장치에 적용 가능하다. 공간 광 변조기는 따라서 통합기의 출구 면을 통해 전달된 광에 의해 조명된다.
공간 광 변조기는 따라서 액정 셀을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 양상 및 특징은 다음의 설명과 첨부된 도면을 통해 보다 더 자명해질 것이다.
도 1 및 도 2는 이미 설명된 관련 분야에서 알려진 조명 시스템의 도면.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 조명 시스템의 예시적인 실시예를 도시하는 도면.
도 4는 입구 프리즘이 4개의 입구 면을 갖는 본 발명의 시스템의 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 5는 빔 분할기에 의해 분리된 두 개의 프리즘을 포함하는 본 발명의 시스템의 다른 실시예를 도시하는 도면.
본 발명에 따른 조명 시스템의 예시적인 실시예는 따라서 도 3a를 참조하여 설명된다.
이러한 시스템은 각각 비동일 직선의 광빔(12.1 및 12.2)을 전달하는 두 개의 광원(10.1-11.1 및 10.2-11.2)을 포함한다. 각 빔은, 프리즘을 통과하여 프리즘의 다른 면에서 내부 반사에 의해 반사되는 방식으로, 프리즘(20)의 입구 면으로 전달된다. 따라서, 빔(12.1)은 면(20.2)을 통해 프리즘(20)을 통과하여, 다른 면(20.1)에서 반사된다. 마찬가지로, 빔(12.2)은 면(20.1)을 통해 프리즘(20)을 통과 하여, 다른 내부면(20.2)에서 반사된다.
반사된 빔(13.1 및 13.2)은 프리즘의 면(20.3)을 통해 광 도파관 형태 또는 대칭축을 갖는 봉의 형태인 광 통합기(30)에 전달된다. 이러한 통합기의 단면은 원형 또는 다각형이다.
도 3a에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 봉의 대칭 축은 프리즘(20)의 축과 정렬된다. 빔(13.1 및 13.2)은 광 통합기(30)의 입구 면 상에 실질적으로 집속되거나, 적어도 통합기의 입구에서 빔의 포락선은 빔의 전체가 통합기를 통과하는 방식으로 이루어진다. 빔(13.1 및 13.2)은 따라서 봉을 통과하고, 봉의 내부 벽(30.1)에서 다수 회 반사를 겪는다. 그 후, 상기 빔은 대상(50)을 조명하기 위한 단일의 균일한 빔(40)의 형태로 출구 면(30.2)을 통해, 예컨대 공간 광 변조기를 통해 다시 나타난다.
본 발명의 범주를 벗어남이 없이, 통합기의 출구 면(30.2)과 대상(50) 사이에서 빔(40)의 크기를 조명될 대상의 면적에 적응시키는 광학계를 제공하는 것이 명백히 가능하다.
도 3a에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 통합기의 입구 면은 프리즘의 베이스에 결합되고, 이 베이스는 프리즘의 출구 면으로 작용한다.
프리즘의 정점의 각도와, 프리즘의 면(20.1 및 20.2)상에 빔의 입사 각도는, 면(20.1 및 20.2)에 의해 반사된 빔(13.1 및 13.2)의 축이 프리즘의 축과 통합기 봉의 축과 상대적으로 적은 각도 또는 심지어 0°를 이루는 방식으로, 정해진다. 광원(10.1-11.1 및 10.2-11.2)은 프리즘의 축(XX')에 대해 대칭으로 위치하고, 동 일한 입사 각도로 면(20.1 및 20.2)을 조명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 통합기(30)를 통과하는 빔은 통합기의 대칭 축에 평행한 방향을 따라 놓인다. 도 3b의 기본 도면은 따라서, 광원에 의해 전달된 빔이 프리즘의 입구 면에 수직이라면, 그리고 통합기로 전달된 빔(13.1 및 13.2)이 확실히 평행인 것이 요구된다면, 프리즘의 입구 면(20.1 및 20.2)이 이들 사이에 60°의 각도를 이루는 것이 필요하다는 것을 나타낸다. 도 3c는 따라서, 통합기로 들어오는 빔이 통합기의 축에 평행한 방향을 따라 놓이는 본 발명에 따른 조명 시스템을 도시한다. 이 실시예는 따라서 바람직한 실시예이다.
본 발명의 범주를 벗어남이 없이, 프리즘으로 들어오는 빔(12.1 및 12.2)의 방향이, 이들 빔의 가장 기울어진 광선의 입사 각도가 입구 면에서 반사될 수 있는 제한 각도 보다 작다면, 프리즘의 입구 면(20.1 및 20.2)에 수직이 아닌 실시예를 구현할 수 있다. 면(20.1 및 20.2) 사이의 각도가 60°와 다른 실시예를 구현할 수도 있다.
마찬가지로, 도 3c는, 비록 강제적이지는 않지만, 통합기 봉의 입구 면 상에 집속된 빔을 도시한다. 필요한 것은, 프리즘을 통과한 후 각 빔의 포락선이 통합기 봉 내에 포함되는 것이다.
도 3a 내지 도 3c에서의 프리즘(20)은 두 개의 입구 면(20.1 및 20.2)을 가져, 두 개의 빔이 단일 조명 빔으로 결합될 수 있게 한다. 도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 프리즘(20)은 짝수 개의 변을 갖는 정 다각형(regular polygon)을 베이스로 갖는 피라미드 형태의 프리즘일 수 있다. 이러한 입구 프리즘은 두 개 이상의 입력 빔이 결합될 수 있게 한다. 도 4에 도시된 예에 따라, 베이스는 정사각형일 수 있다. 이 경우, 프리즘은 4개의 입구 면(20.10 내지 20.13)을 가질 수 있다. 이러한 구성은 4개의 광원(S0 내지 S3)으로부터의 광을 프리즘 따라서 통합기로 주입할 수 있게 한다. 광원(S0)으로부터의 광은 면(20.10)을 통해 프리즘을 통과하여, XX' 축에 대해 면(20.1)에 대해 대칭인 면(20.12)(도면에서 보이지 않음) 상에서 반사된다. 광원(S1)으로부터의 광은 면(20.11)을 통해 프리즘을 통과하고, 면(20.13) 상에서 반사된다.
도 5는, 통합기(30)의 XX' 축을 따라 위치한 빔분할 플레이트(또는 층)(22)에 의해 프리즘(20)이 두 개의 직사각형 프리즘(21.1 및 21.2)으로 분리되는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 두 개의 프리즘(21.1 및 21.2)은 프리즘의 직각을 형성하는 통합기의 한 면을 통해 통합기의 입구 면에 결합되는 반면, 이러한 직각을 형성하는 다른 면을 통해 이들 두 면 사이에 위치한 분할기(22)에 결합된다. 프리즘의 빗면은 프리즘의 입구 면(20.1 및 20.2)을 형성한다.
광원(10.1-11.1)에 의해 방출된 광 빔(12.1)은 면(20.2)을 통해 프리즘(21.1)을 통과한다. 이러한 빔의 제 1 부분은 분할기에 의해, 수광된 광을 상술한 바와 같이 통합기(30)를 통과하는 빔(13.1)의 형태로 반사시키는 프리즘(21.2)의 면(20.1)에 전달된다. 빔(12.1)의 제 2 부분은 분할기(22)에 의해 프리즘(21.1)의 면(20.2)으로 반사되고, 이 면(20.2)은 수광된 광을 통합기(30)를 통과하는 빔(15.1)의 형태로 반사시킨다. 통합기(30)는 따라서 광원(10.1-11.1)에 의해 방출된 광을 두 개의 빔(13.1 및 15.1)의 형태로 수광한다. 이는 통합기에 의해 출력된 빔 (40)의 더 양호한 균일성을 생성한다.
도 5에서, 광원(10.1-11.1)에 의해 방출된 광 빔(12.1)의 경로만이 도시되었다. 광원(10.2-11.2)에 의해 방출된 빔의 경로는 상술한 경로와 대칭이다. 그러나, 광원(10.2-11.2)에 의해 방출된 빔(12.2)은 분할기(22)에 의해 두 부분으로 분할됨이 지적되어야 한다. 만약 두 개의 광원이 분할기(22)를 포함하는 평면에 대해 대칭적으로 배치되었고, 두 개의 프리즘이 이 평면에 평행이라면, 분할기에 의해 전달된 빔의 부분은, 분할기에 의해 반사되어 빔(15.1)으로 결합될 빔(12.1)의 부분(도 4에서 점선으로 도시) 상에 겹쳐질 것이다. 분할기에 의해 반사된 빔(12.2)의 이러한 부분은, 분할기에 의해 전달되는 빔(12.1)의 부분에 겹쳐져, 빔(12.1)의 부분과 결합되어 빔(13.1)을 형성한다.
두 개의 광원으로부터의 광은 따라서 프리즘(21.1 및 21.2)에 의해 통합기(30)의 입구면의 상부 및 하부에 분배된다.
이러한 배열은 따라서 출구 빔(40)의 균일성을 개선한다. 광원의 램프가 다른 스펙트럼 특성을 가질 수 있을 때 더욱 더 유리하다. 더욱이, 램프 중 하나가 더 이상 광빔을 전달하지 못하더라도, 이러한 시스템은 조명의 균일성을 유지할 수 있다.
본 발명은 프리즘(들)이 통합기 시스템의 봉과 단일 항목을 형성하는 경우에도 적용될 수 있다. 본 발명은, 조명 시스템이 두 개 이상의 광원을 포함하는 경우에 가장 특별하게 적용되고, 빔을 결합하기 위해 필요한 프리즘의 수를 유리하게 줄인다.
본 발명은 따라서, 도 5에 개략적으로 개략적으로 도시된 프로젝터(또는 백프로젝터)에 적용 가능하다. 대상(50)은 이 경우 액정 셀과 같은 공간 광 변조기이다. 이 경우, 이러한 시스템은, 통합기에 의해 공간 광 변조기(50)에 전달된 광의 변조로부터 초래된 영상을 스크린에 투사하기 위한 프로젝션 광학계에 의해 그 자체로 알려진 방식으로 보완되어야만 한다.
본 발명은 물체를 조명하기 위한 광 조명 시스템, 보다 상세하게는 영상 프로젝션 또는 백프로젝션 장치에서 공간 광 변조기를 조명하기 위한 시스템에 적용 가능하고, 또한 이러한 조명 시스템을 사용하는 프로젝터 또는 백프로젝터에 적용 가능하다.

Claims (10)

  1. 비 동일 직선의 시준되지 않은 광 빔을 방출하는 적어도 3 개의 광원과, 이들 광빔의 경로에 배치되어, 이들 광빔을 결합하고 통합하기 위한 광 성분을 포함하는 조명 시스템으로서,
    상기 광 성분은, 상기 경로의 상류 단부로부터 하류 단부 방향으로,
    - 상류에서, 짝수 개의 변을 갖는 정다각형을 베이스로 갖는 다면체(polyhedron)를 형성하는 적어도 4개의 입구 면에 의해 경계가 정해지는 적어도 하나의 프리즘(20)으로서, 적어도 3개의 입구 면(20.10 내지 20.13) 각각은 적어도 3개의 빔 중 한 빔을 수광하고, 수광된 빔은 상기 프리즘을 통과하고, 이후 상기 적어도 3개의 입구면 중 다른 입구면에서 내부 반사에 의해 적어도 부분적으로 반사되는, 적어도 하나의 프리즘(20)과,
    - 하류에서, 투명 재질로 이루어진 원통형 봉을 포함하는 광 통합기(30)로서, 상기 원통형 봉은 입구 단부로 불리는 일 단부에서 적어도 하나의 프리즘(20)에 의해 반사된 빔을 수광하고, 상기 봉의 길이는, 상기 빔의 광이 상기 봉의 내부 벽(30.1)에서 수 회 반사하여, 출구 단부로 불리는 다른 단부에서 균일한 조명 빔(40)을 전달하도록, 그 길이가 정해지는, 광 통합기(30)
    를 포함하는 조명 시스템에 있어서,
    상기 모든 광원으로부터의 각 빔은 각 프리즘을 통과하는 것을 특징으로 하는, 조명 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 광원의 배치와, 상기 적어도 하나의 프리즘의 외형 및 재질은, 상기 적어도 하나의 프리즘(20)에 의해 반사된 다양한 빔의 평균 방향이 서로 평행하고, 상기 통합기(30)의 봉의 원통 축과 평행하도록, 적응되는 것을 특징으로 하는, 조명 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 광 성분은 상류에서 오직 하나의 프리즘만을 포함하는 것을 특징으로 하는, 조명 시스템.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프리즘의 임의의 제 1 입구 면과 상기 통합기(30)의 봉의 원통 축에 대해 상기 제 1 입구면과 대칭인 제 2 입구면은 서로 간에 60°의 각도를 이루고, 이들 두 면의 이등분 평면은 상기 통합기(30)의 봉의 원통 축에 평행한 것을 특징으로 하는, 조명 시스템.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 각 빔(12.1, 12.2)은 상기 통합기의 입구 단부 상에 수렴되는 것을 특징으로 하는, 조명 시스템.
  7. 비 동일 직선의 시준되지 않은 광 빔(12.1,12.2)을 방출하는 적어도 두 개의 광원(10.1-11.1 및 10.2-11.2)과, 상기 광빔의 경로에 배치된 광 성분을 포함하는 조명 시스템으로서,
    상기 광 성분은, 상기 경로의 상류 단부로부터 하류 단부 방향으로,
    - 상류에서, 2면체(dihedron)를 형성하는 적어도 제 1 및 제 2 입구 면(20.1, 20.2)과 출구 면(20.3)에 의해 경계가 정해지는 적어도 2개의 프리즘(21.1, 21.2)으로서, 각 빔은 상기 입구 면(20.1, 20.2) 중 한 면을 통해 상기 프리즘(21.1, 21.2) 중 하나를 통과하고, 상기 입구면 중 다른 면에서 내부 반사에 의해 적어도 부분적으로 반사되는, 적어도 2개의 프리즘(21.1, 21.2)과,
    - 하류에서, 투명 원통형 봉을 포함하는 광 통합기(30)로서, 상기 원통형 봉은 입구 단부로 불리는 일 단부에서, 적어도 하나의 프리즘(20)에 의해 반사된 상기 빔을 수광하고, 상기 봉의 길이는, 상기 빔의 광이 상기 봉의 내부 벽(30.1)에서 수 회 반사하여, 출구 단부로 불리는 다른 단부에서 균일한 조명 빔(40)을 전달하도록, 그 길이가 정해지는, 광 통합기(30)를 포함하는, 조명 시스템에 있어서,
    상기 2개의 프리즘(21.1, 21.2)은 직각 삼각형의 횡단면과, 상기 통합기(30)의 입구 단부에 결합되는 상기 프리즘의 직각을 결정하는 각 프리즘의 제 1 면과, 빔 분할기(22)를 감싸는 각 프리즘의 직각을 결정하는 제 2 면을 구비하는 것을 특징으로 하는, 조명 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 입구면(20.1, 20.2) 중 한 면을 통해 상기 프리즘(21.1, 21.2) 중 하나의 프리즘을 통과하는 각 빔은, 상기 입구면 중 다른 면에서 내부 반사에 의해 적어도 부분적으로 반사되기 전에, 상기 입구면(20.1)으로 빔 분할기(22)에 의해 전달되는 제 1 부분과, 빔 분할기(22)에 의해 입구면(20.2)으로 반사되는 제 2 부분을 가지며, 이를 통해 상기 빔은 상기 프리즘(21.1, 21.2) 중 하나를 통과하고 두 입구면 모두로부터 반사된 빔이 광 통합기(30)를 통과하는 것을 특징으로 하는, 조명 시스템.
  9. 제 1항, 제 2항, 제 7항, 또는 제 8항 중 어느 한 항에 따른 조명 시스템을 적용한 프로젝션 장치에 있어서,
    통합기의 출구 단부(20.3)를 통해 전달된 광에 의해 조명되는 공간 광 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프로젝션 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 공간 광 변조기는 액정 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는, 프로젝션 장치.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006308778A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Konica Minolta Opto Inc ２灯合成光学系およびそれを備えた画像投影装置
EP1746454A1 (en) 2005-07-18 2007-01-24 Barco, naamloze vennootschap. Device for coupling the light of multiple light sources
US7252393B1 (en) * 2007-01-05 2007-08-07 Christie Digital Systems Inc. Triangular prism dual lamp coupler
TWI319837B (en) 2007-01-18 2010-01-21 Illumination system
CN101261430B (zh) * 2007-03-06 2010-11-03 中强光电股份有限公司 照明系统
JP4285556B2 (ja) * 2007-03-28 2009-06-24 セイコーエプソン株式会社 光源装置及びプロジェクタ
US8011810B2 (en) 2007-12-26 2011-09-06 Christie Digital Systems Usa, Inc. Light integrator for more than one lamp
CN101493207B (zh) * 2008-01-23 2011-11-23 曹嘉灿 固态光源装置、采用该装置的投影系统及集束照明灯具
JP5092914B2 (ja) * 2008-06-12 2012-12-05 ウシオ電機株式会社 光照射装置
CN101619839B (zh) * 2008-07-04 2012-06-06 曹嘉灿 准直光源装置及采用该装置投影系统
EP2253988A1 (en) 2008-09-19 2010-11-24 Christie Digital Systems USA, Inc. A light integrator for more than one lamp
JP2011248327A (ja) * 2010-04-27 2011-12-08 Panasonic Corp 照明装置及びそれを備えた投写型表示装置
US9388947B2 (en) * 2012-08-28 2016-07-12 Cree, Inc. Lighting device including spatially segregated lumiphor and reflector arrangement
CN104880901A (zh) * 2015-05-28 2015-09-02 苏州佳世达光电有限公司 一种双灯光源装置及投影装置
CN105867058A (zh) * 2016-05-10 2016-08-17 湖北久之洋红外系统股份有限公司 一种投影机的多光源耦合光学系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0572628A (ja) * 1991-09-18 1993-03-26 Sigma Bureshijiyon:Kk 光源装置
JP2000181376A (ja) * 1998-12-16 2000-06-30 Toshiba Corp 投射型表示装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1492092A (fr) * 1966-04-21 1967-08-18 Onera (Off Nat Aerospatiale) Perfectionnements aux interféromètres
JPH07113814B2 (ja) * 1988-03-08 1995-12-06 スタンレー電気株式会社 投影装置
JPH04267203A (ja) * 1991-02-22 1992-09-22 Seiko Epson Corp 偏光変換素子
FR2718535B3 (fr) 1994-04-08 1996-03-29 Bernard Pierre Chiron Perfectionnements aux générateurs de lumière pour conduits de lumière à fibres optiques.
JPH08114766A (ja) * 1994-08-25 1996-05-07 Nikon Corp 光書き込み型表示装置
US5504544A (en) * 1994-11-23 1996-04-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Projector with multiple lamp light source
US6341876B1 (en) 1997-02-19 2002-01-29 Digital Projection Limited Illumination system
JPH11316353A (ja) * 1998-04-30 1999-11-16 Fuji Photo Optical Co Ltd 投射型表示装置
JP3448223B2 (ja) * 1998-08-31 2003-09-22 シャープ株式会社 光源装置
JP2000171901A (ja) * 1998-09-28 2000-06-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 照明光学装置および投写型表示装置
JP2000242192A (ja) * 1999-02-24 2000-09-08 Sony Corp 画像表示装置
JP3945068B2 (ja) * 1999-03-04 2007-07-18 三菱電機株式会社 投写型表示装置
DE19937417C1 (de) 1999-08-07 2000-07-06 Agfa Gevaert Ag Vorrichtung und Verfahren zum Belichten eines digitalen Bildes auf lichtempfindliches Material
US6545814B2 (en) * 1999-12-28 2003-04-08 Texas Instruments Incorporated Optical architectures for combining multiple lamps in light valve projectors
TWI289691B (en) * 2003-06-23 2007-11-11 Seiko Epson Corp Light conducting unit, illumination apparatus, and projection type display apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0572628A (ja) * 1991-09-18 1993-03-26 Sigma Bureshijiyon:Kk 光源装置
JP2000181376A (ja) * 1998-12-16 2000-06-30 Toshiba Corp 投射型表示装置

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