KR101116248B1 - 일렬로 2개의 이미저를 포함하는 2 스테이지 시스템에서 더 작은 이미저를 갖는 더 큰 아크 램프를 이용하는 시스템 - Google Patents

일렬로 2개의 이미저를 포함하는 2 스테이지 시스템에서 더 작은 이미저를 갖는 더 큰 아크 램프를 이용하는 시스템 Download PDF

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Abstract

투사 시스템은 우수한 램프 수명을 유지하기 위해 더 큰 램프를 이용하여 개선된 콘트라스트 및 감소된 결함을 갖는다. 투사 시스템은 2개의 이미저를 이용하는데, 제 1 이미저는 제 1 이미저에 크기가 정해진 큰 램프를 수용하도록 더 크고, 제 2 이미저는 더 작다. 제 1 이미저는 광의 제 1 변조된 매트릭스를 형성하기 위해 픽셀간에 기초하여 광을 변조하기 위한 픽셀 매트릭스를 갖는다. 제 2 이미저는 광의 제 2 변조된 매트릭스를 형성하기 위해 픽셀간에 기초하여 광의 제 1 변조된 매트릭스를 변조하기 위해 제 1 이미저의 픽셀에 대응하는 픽셀 매트릭스를 갖는다. 제 2 이미저는 제 1 이미저의 크기보다 더 작은 크기를 갖는다. 중계 렌즈 세트는 제 2 이미저의 대응 픽셀 상으로 광의 제 1 변조된 매트릭스에서의 광의 각 픽셀을 중계하기 위해 1.0 미만의 배율을 제공한다.

Description

일렬로 2개의 이미저를 포함하는 2 스테이지 시스템에서 더 작은 이미저를 갖는 더 큰 아크 램프를 이용하는 시스템{SYSTEM FOR USING LARGER ARC LAMPS WITH SMALLER IMAGERS IN A TWO STAGE SYSTEM COMPRISING TWO IMAGERS IN SERIES}
본 발명은 더 작은 이미저(imager)를 갖는 투사 시스템을 갖는 큰 아크(arc) 램프를 이용하는 다중 이미저 투사 시스템에 관한 것이다.
디지털 광 처리(DLP) 및/또는 액정 디스플레이(LCD), 및 특히 실리콘 상의 액정(LCOS), 이미저를 이용한 마이크로디스플레이는 후면 투사 텔레비전(RPTV)과 같은 이미징 디바이스에서 점점 더 보급되고 있다.
디지털 광 처리(DLP) 이미저는 마이크로-미러들의 어레이를 이용하는데, 각각은 픽셀간(pixel-by-pixel)에 기초하여 광 세기를 일시적으로 변조하기 위해 매우 빠른 속도율로 피봇되는 픽셀의 역할을 한다.
액정 디스플레이(LCD), 및 특히 실리콘 상의 액정(LCOS) 시스템은 반사광 엔진 또는 이미저를 이용한다. LCOS 시스템에서, 투사된 광은 편광 빔 분할기(PBS)에 의해 편광되고, 픽셀의 매트릭스 또는 어레이를 포함하는 LCOS 이미저 또는 광 엔진을 향해 나아간다. 본 명세서 전체에, 그리고 관련 기술의 실행과 일관되게, 픽셀이라는 용어는 이미지의 작은 영역 또는 도트, 광 투과의 대응 부분, 및 상기 광 투과를 발생시키는 이미저의 부분을 나타내는데 사용된다.
DLP 또는 LCOS 이미저의 각 픽셀은 이산 변조된 광 신호 또는 픽셀의 매트릭스를 형성하기 위해 이미저 또는 광 엔진에 입력된 회색도 인자에 따라 그 위에 입사된 광을 변조한다. 변조된 광 신호의 매트릭스는 이미저로부터 반사 또는 출력되고, 디스플레이 스크린 상으로 변조된 광을 투사하는 투사 렌즈 시스템으로 향하여, 보일 수 있는 이미지를 형성하기 위해 광의 픽셀을 결합한다. 이 시스템에서, 픽셀간의 그레이 스케일 변동은 이미지 신호를 처리하는데 사용된 비트의 수에 의해 제한된다. 밝은 상태(즉, 최대 광)로부터 어두운 상태(최소 광)로의 콘트라스트 비율은 이미저에서 광의 누출에 의해 제한된다.
기존의 LCOS 및 DLP 시스템의 주요 단점 중 하나는 어두운 상태에서 광량을 감소시키는 것이 어렵다는 것과, 현저한 콘트라스트 비율을 제공하는 것이 결과적으로 어렵다는 것이다. 이것은, 부분적으로, 광의 누출로 인해, 이들 시스템에 고유하다.
더욱이, 입력이 광의 전체 스케일을 한정해야 하는 고정된 수의 비트(예를 들어, 8, 10 등)이기 때문에, 화상의 더 어두운 영역에서 미묘한 차이를 한정하도록 이용가능한 매우 적은 비트가 있는 경향이 있다. 이것은 윤곽(contouring) 결점을 초래할 수 있다.
어두운 상태에서 LCOS에서의 콘트라스트를 개선시키는 한 가지 방법은 상기 특정 프레임에서 최대 값에 기초하여 전체 화상을 스케일링하기 위해 COLORSWITCHTM 또는 유사한 디바이스를 이용하는 것이다. 이것은 일부 화상을 개선시키지만, 높은 광 레벨 및 낮은 광 레벨을 포함하는 화상에 대해서는 거의 개선시키지 않는다. 상기 문제를 해결하려는 다른 시도는 더 나은 이미저 등을 제조하는 것에 관한 것이지만, 이것은 기껏해야 증가된 개선이다.
마이크로디스플레이 시스템에서, 일반적으로 매우 바람직한 경향은 이미저 영역의 감소이다. 이것은 이미저 상의 개선된 산출량 및 더 작은 광학 성분으로 인해 바람직하여, 시스템의 비용을 감소시킨다. 이미저 영역을 감소시키는 것은 아크 램프 설계에 대한 제약을 증가시킨다. 이미저가 줄어들 때, 아크 램프는 또한 이텐듀(etandue)를 일정하게 유지하기 위해 크기를 축소시켜야 한다. 아크 램프의 크기에서의 감소는 아크 램프 수명을 점점 더 줄어들게 하여, 마이크로디스플레이를 동작시키기 위한 유지 및 비용 증가시킨다.
본 발명은, 2-스테이지 투사 구조를 이용하여 픽셀간에 기초하여 광 신호의 개선된 콘트라스트 및 윤곽을 제공하여, 모든 비디오 화상을 개선시키는 투사 시스템을 제공한다. 투사 시스템은 2개의 이미저를 이용하는데, 제 1 이미저는 제 1 이미저에 크기가 정해진 큰 램프를 수용하기 위해 더 크고, 제 2 이미저는 더 작다. 제 1 이미저는 광의 제 1 변조된 매트릭스를 형성하기 위해 픽셀간에 기초하여 광을 변조하기 위한 픽셀 매트릭스를 갖는다. 제 2 이미저는 광의 제 2 변조된 매트릭스를 형성하기 위해 픽셀간에 기초하여 광의 제 1 변조된 매트릭스를 변조하기 위해 제 1 이미저의 픽셀에 대응하는 픽셀 매트릭스를 갖는다. 제 2 이미저는 제 1 이미저의 크기보다 작은 크기를 갖는다. 중계 렌즈 세트는 광의 제 1 변조된 매트릭스에서의 광의 각 픽셀을 제 2 이미저의 대응하는 픽셀 상으로 중계하기 위해 1.0 미만의 배율을 제공한다.
본 발명은 이제 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 2-스테이지 투사 구조를 갖는 LCOS 투사 시스템의 블록도.
도 2는 도 1의 투사 시스템에 대한 예시적인 렌즈 중계 시스템을 도시한 도면.
도 3은 도 2의 렌즈 시스템에 대한 계산된 제곱된 에너지 성능을 도시한 도면.
본 발명은 우수한 램프 수명을 제공하는 한편, 개선된 콘트라스트 비율 및 감소된 윤곽을 갖는, 텔레비전 디스플레이와 같은 투사 시스템을 제공한다. 이것은 더 큰 램프(10)를 유지하기 위해 제 1 스테이지를 위한 더 큰 이미저(50)와, 제 2 스테이지를 위한 더 작은 이미저(60)를 이용함으로써 달성된다. 예시된 실시예에서, 램프(10)는 LCOS 시스템에 사용하는데 적합한, 백색 광(1)을 생성하는 아크 램프일 수 있다. 예를 들어 짧은 아크 수은 램프가 사용될 수 있다. 백색 광(1)은 적분기(20)에 입사하는데, 적분기는 백색 광(1)의 텔레센트릭(telecentric) 빔을 투사 시스템(30)으로 향하게 한다. 그런 후에, 백색 광(1)은 광(2)의 적색, 녹색 및 청색(RGB) 대역의 성분으로 분리된다. RGB 광(2)은 다이크로익 미러(dichroic mirror)(미도시)에 의해 분리될 수 있고, 변조를 위해 개별적인 적색, 녹색 및 청색 투사 시스템(30)으로 향할 수 있다. 그 다음에, 변조된 RGB 광(2)은 프리즘 조립체(미도시)에 의해 재결합되고, 투사 렌즈 조립체(40)에 의해 디스플레이 스크린(미도시) 상으로 투사된다.
대안적으로, 백색 광(1)은, 예를 들어 칼라 휠(미도시)에 의해 시간 영역에서 광(2)의 RGB 대역으로 분리되어, 한번에 하나씩(one-at-a-time) 단일 LCOS 투사 시스템(30)으로 향할 수 있다.
예시적인 LCOS 투사 시스템(30)은 본 발명에 따라 더 큰 이미저(50) 및 더 작은 이미저(60)를 갖는 2-스테이지 투사 구조를 이용하여 도 1에 도시된다. 광(2)의 단색 RGB 대역은 픽셀간에 기초하여 2개의 상이한 크기의 이미저(50, 60)에 의해 순차적으로 변조된다. 광(2)의 RGB 대역은 무작위로 편광된 광을 포함한다. 광(2)의 이들 RGB 대역은 제 1 PBS(71)의 제 1 표면(71a)에 입사하고, 제 1 PBS(71) 내의 편광 표면(71p)에 의해 편광된다. 편광 표면(71p)은 광(2)의 RGB 대역의 p-편광 성분(3)이 제 1 PBS(71)를 통해 제 2 표면(71b)으로 통과하도록 하는 한편, 제 4 표면(71d)을 통해 제 1 PBS(71)로부터 통과하는 투사 경로에서 떨어져 일정 각도로 s-편광 성분(4)을 반사시킨다. 제 1 이미저(50)는, 광의 RGB 대역이 제 1 PBS(71)에 입사하는 제 1 면(71a)에 마주보는 제 1 PBS(71)의 제 2 표면(71b)을 지나 배치된다. 그러므로, PBS(71)를 통과하는 p-편광 성분(3)은 제 1 이미저(50) 상에 입사된다.
도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 제 1 이미저(50)는 디스플레이 이미지(미도시)의 픽셀에 대응하는 편광 액정 매트릭스를 포함하는 LCOS 이미저(이후에 더 구체적으로 설명됨)이다. 이들 액정은 그 배향에 따라 광을 투과시키고, 이것은 다시 제 1 이미저(50)에 제공된 신호에 의해 생성된 전계 세기에 따라 변화된다. 이미저 픽셀은 각 개별적인 픽셀에 대해 제 1 이미저(50)에 제공된 그레이 스케일 값에 비례하는 픽셀간에 기초하여 p-편광 광(3)을 변조시킨다. 개별적인 픽셀의 변조 결과로서, 제 1 이미저(50)는 픽셀 매트릭스 또는 광의 분리된 도트를 포함하는 제 1 광 매트릭스(5)를 제공한다. 제 1 광 매트릭스(5)는 제 1 이미저(50)로부터 제 1 PBS(71)의 제 2 표면(71b)을 통해 되반사되는 변조된 s-편광 광의 출력인데, 제 1 PBS에서 제 3 표면(71c)을 통해 제 1 PBS(71)로부터 일정 각도로 편광 표면(71p)에 의해 반사된다. 제 1 광 매트릭스(5)의 각 픽셀은 제 1 이미저(50)에서 상기 픽셀에 대해 제공된 개별적인 그레이 스케일 값에 비례하는 세기 또는 휘도를 갖는다.
s-편광 광의 제 1 광 매트릭스(5)는 중계 렌즈 시스템(80)을 통해 PBS(71)에 의해 반사되며, 상기 중계 렌즈 시스템은 제 1 광 매트릭스(5)의 각 픽셀을 더 작은 이미저(60)의 대응하는 픽셀 상으로 투사하기 위해 1 미만의 배율을 제공한다. 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 중계 렌즈 시스템(80)은 일련의 비구면 렌즈를 포함하며, 비구면 렌즈 중 몇몇은 아크로맷(acromat)으로 형성된다. 렌즈는 1 미만의 배율로 투사되는 이미지의 낮은 왜곡을 제공하도록 구성되어, 제 1 이미저(50)에서 각 픽셀의 출력은 제 2 이미저(60)의 대응하는 픽셀 상으로 투사된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 예시적인 중계 렌즈 시스템(80)은 제 1 PBS(71)와 렌즈 시스템 또는 시스템 스톱(system stop)(83)의 초점 사이에 제 1 비구면 렌즈(81) 및 제 1 아크로맷 렌즈(82)(2개의 비구면을 포함)를 포함한다. 시스템 스톱(83)과 제 2 이미저(72) 사이에서, 렌즈 시스템(80)은 제 2 아크로맷 렌즈(84)(2개의 비구면을 포함) 및 제 2 비구면 렌즈(85)를 포함한다. 제 1 비구면 렌즈(81)는 제 1 표면(81a)과, 제 1 PBS(71)로부터의 발산 광 패턴을 렌즈 시스템(80)의 광축으로 수렴하는 광 패턴으로 휘게 하는 제 2 표면(81b)을 구비한다. 제 1 아크로맷 렌즈(82)는 제 1 표면(82a), 제 2 표면(82b), 및 제 3 표면(82c)을 갖는데, 이것은 제 1 비구면 렌즈(81)로부터의 수렴하는 광 패턴을 시스템 스톱(83) 상에 집속시킨다. 시스템 스톱(83)에서, 광 패턴은 반전되고 발산된다. 제 2 아크로맷 렌즈(84)는 제 1 표면(84a), 제 2 표면(84b), 및 제 3 표면(84c)을 갖는다. 제 2 아크로맷 렌즈(84)의 표면(84a, 84b, 84c)은 발산하는 광 패턴을 제 2 비구면 렌즈(85) 상에 분배한다. 제 2 비구면 렌즈(85)는 제 1 표면(85a) 및 제 2 표면(85b)을 갖는다. 표면(85a 및 85b)은 제 1 이미저(50)로부터 픽셀 매트릭스에 1대1 대응하는 픽셀을 갖는 제 2 이미저(60) 상의 반전된 이미지를 형성하기 위해 수렴할 광 패턴을 구부린다. 중계 렌즈 시스템(80)의 표면은 제 1 이미저(50) 및 제 2 이미저(60)의 픽셀의 1대1 대응을 달성하기 위해 이미저(50, 60) 및 PBS(71, 72)와 함께 작용하도록 구성된다. 예시적인 렌즈 세트(80)는 본 발명자에 의해 개발된 ZEMAXTM 소프트웨어 및 설계 기준을 이용하여 본 발명자에 의해 개발되었다. 예시적 인 2-스테이지 투사 시스템(30)의 표면의 요약은 표 1에 제공되고, 표면에 대한 비구면 계수는 표 2에 제공된다. 표 1 및 2에 설명된 예시적인 렌즈 시스템은 0.7인치(약 1.8cm) 더 큰 이미저(50)의 픽셀로부터 0.5인치(약 1.27cm) 더 작은 이미저(60)로의 1대1 투과를 제공한다. 다양한 변형은 비용, 크기, 휘도 레벨과 같은 인자, 및 다른 설계 인자에 기초하여 이러한 예시적인 투사 시스템에 대해 이루어질 수 있다.
mm 단위의 치수
표면 유형 반경 두께 유리 직경 원뿔
50 표준 무한수 7.344807 17.844 0
71b 표준 무한수 28 SF2 19.49308 0
71c 표준 무한수 16.144 23.30644 0
81a -1792.427 8.465153 BAK2 27.53717 15896.17
81b -47.64756 22.60534 25.79954 0.1385228
82a 9.989885 5.216671 BAF3 12.28836 0.2461029
82b -15.70192 2.781307 SF64A 10.44962 0.3283907
82c 10.4408 2.35585 7.466488 1.112838
83 표준 무한수 2.701553 7.598633 0
84a -12.47 12.27089 LLF1 9.027755 -0.9337399
84b 21.61151 6.568487 BK10 16.55144 -60.03617
84c -10.36284 1.205388 19.1303 -0.09623429
85a 25.32294 11.75584 BAK2 19.59857 -10.12812
85b -156.8982 2.033251 24.39482 91.45723
72a 표준 무한수 25 SF2 26.27618 0
72b 표준 무한수 3.796829 32.14654 0
60 표준 무한수 12.7 0
계수 표면(81a) 표면(81b) 표면(82a) 표면(82b)
r2 0.010014379 -0.0042525592 -0.00049308956 -0.0024450588
r4 8.2837304e-006 5.9994341e-006 -4.2471681e-006 6.544755e-005
r6 -1.5974119e-008 4.1263492e-008 6.7784397e-007 -7.0268435e-006
r8 7.1436629e-010 -2.2599135e-010 8.2484037e-009 2.5319053e-007
r10 -4.055464e-012 4.7166887e-012 3.8235422e-010 1.2042165e-008
r12 5.5374003e-015 -9.3608006e-015 -8.7314699e-012 1.4415007e-010
r14 2.4154668e-017 -2.7355431e-016 -5.5310433e-013 -2.9191172e-011
r16 1.7819688e-019 1.6718734e-018 1.6816709e-014 3.2892181e-013
계수 표면(82c) 표면(84a) 표면(84b) 표면(85a)
r2 0.0016585768 -0.0042693384 -0.028244602 -0.0014200358
r4 0.00016676655 5.0145851e-005 -0.0002613112 -6.6572718e-005
r6 8.858413e-006 6.8120651e-006 2.4697573e-007 -2.0323262e-007
r8 -6.6560983e-008 2.0863961e-008 2.5116094e-008 -5.5412448e-009
r10 1.0434302e-008 9.6869445e-009 9.9630717e-010 2.5013767e-011
r12 2.9470636e-009 8.0172475e-010 9.3849316e-012 6.8917014e-013
r14 1.4144848e-010 1.1496028e-011 -8.4444523e-014 3.5809263e-015
r16 -1.3523988e-011 -2.6695627e-012 -4.9434548e-015 -1.2508138e-016
계수 표면(85b) 표면(84c)
r2 0.010232017 0.0018730125
r4 -0.00022008009 4.8192806e-005
r6 1.5992026e-007 6.3746875e-007
r8 4.409598e-009 5.2485121e-010
r10 -7.4775294e-012 8.1903143e-012
r12 -1.339599e-013 1.1898319e-013
r14 -2.2536409e-015 4.9712202e-016
r16 1.722549e-017 3.8319894e-017
제 1 광 매트릭스(5)가 중계 렌즈 시스템(80)을 떠난 후에, 제 1 표면(72a)을 통해 제 2 PBS(72)로 입사한다. 제 2 PBS(72)는 제 2 표면(72b)을 통해 s-편광 제 1 광 매트릭스(5)를 제 2 이미저(60)로 반사시키는 편광 표면(72p)을 갖는다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 제 2 이미저(60)는 각 개별적인 픽셀에 대해 제 2 이미저(60)에 제공된 그레이 스케일 값에 비례하는 픽셀간에 기초하여 이전에 변조된 제 1 광 매트릭스(5)를 변조하는 LCOS 이미저이다. 제 2 이미저(60)의 픽셀은 제 1 이미저(50)의 픽셀 및 디스플레이 이미지의 픽셀과 1대1로 대응한다. 따라서, 제 2 이미저(60)로의 특정 픽셀(i,j)의 입력은 제 1 이미저(50)의 대응 픽셀(i,j)로부터의 출력이다.
그 다음에, 제 2 이미저(60)는 p-편광 광의 출력 매트릭스(6)를 발생시킨다. 출력 매트릭스(6)의 각 픽셀은 제 2 이미저(60)의 상기 픽셀에 대해 이미저에 제공된 그레이 스케일 값에 의해 세기에서 변조된다. 따라서, 출력 매트릭스(6)(i,j)의 특정 픽셀은 제 1 이미저에서의 대응하는 픽셀((i,j)1) 및 제 2 이미저(60)에서의 대응하는 픽셀((i,j)2)에 대한 그레이 스케일 값 모두에 비례하는 세기를 갖는다.
램프(10)는 원하는 에탄듀를 유지하기 위해 제 1 스테이지 이미저로 크기를 정해야 한다. 투사 시스템(30)의 제 1 스테이지에서 더 큰 이미저(50)를 이용하는 것은 램프(10)가 더 커지게 되어, 더 긴 램프 수명을 초래한다. 더욱이, 더 적당한 이미저(콘트라스트 비율에 관해)는 더 큰 이미저(50)에 사용될 수 있는데, 이는 제 2의 더 작은 이미저(60)가 또한 투사된 이미지를 변조하는데 사용되기 때문이다. 적당한 더 큰 이미저(50)는 램프(10) 조명(더 큰 아크 램프로부터)을 수신하고, 그런 후에 픽셀간에 기초하여 "고품질" 더 작은 이미저(60)를 조명하기 위해 1 미만의 배율을 이용하여 광을 중계한다. 도시된 예시적인 실시예에서, ~0.7인치(약 1.8cm)의 더 큰 이미저(50)는 조명 이미저로서 사용되고, ~0.5인치(약 1.27cm)의 더 작은 이미저(60)는 이미지 제조 이미저로서 사용된다. 전술한 바와 같이 중계 렌즈 시스템(80)은 더 큰 이미저(50)의 픽셀과 더 작은 이미저(60)의 픽셀 사이에 1대1 대응을 제공한다.
특정 픽셀(i,j)의 광 출력(L)은 제 1 이미저(50)의 주어진 픽셀 상에 입사하는 광과, 제 1 이미저(50)에서 주어진 픽셀에 대해 선택된 그레이 스케일 값과, 제 2 이미저(60)에서 선택된 그레이 스케일 값의 곱으로 주어진다:
L=L0×G1×G2
L0은 주어진 픽셀에 대한 상수{램프(10), 및 조명 시스템의 함수}이다. 따라서, 광 출력(L)은 주로 각 이미저(50, 60) 상의 이러한 픽셀에 대해 선택된 그레이 스케일 값에 의해 실제로 결정된다. 예를 들어, 그레이 스케일을 최대 1로 표준화하고, 각 이미저가 200:1의 매우 적당한 콘트라스트 비율을 갖는 것을 가정하면, 픽셀(i,j)의 밝은 상태는 1이고, 픽셀(i,j)의 어두운 상태는 1/200(누출 때문에 0이 아님)이다. 따라서, 2 스테이지 프로젝터 구조는 40,000:1의 휘도 범위를 갖는다.
Lmax=1×1=1;
Lmin=.005×.005=.000025
이들 한계에 의해 한정된 휘도 범위는 1/.000025:1, 또는 40,000:1의 콘트라스트 비율을 제공한다. 중요하게도, 예시적인 2-스테이지 프로젝터 구조에 대한 어두운 상태의 휘도는, 가정(hypothetical) 이미저가 기존의 단일 이미저 구조에 사용된 경우 밝은 상태의 1/200보다 밝은 상태의 휘도의 1/40,000일 수 있다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 더 낮은 콘트라스트 비율을 갖는 이미저는 더 높은 콘트라스트 비율을 갖는 이미저보다 상당히 더 낮은 비용을 위해 제공될 수 있다. 따라서, 200:1의 콘트라스트 비율을 갖는 2개의 이미저를 이용한 2-스테이지 투사 시스템은 40,000:1의 콘트라스트 비율을 제공하는 반면, 500:1 비율을 갖는 더 고가의 이미저를 이용한 단일-스테이지 투사 시스템은 단지 500:1 콘트라스트를 제공할 것이다. 또한, 500:1 콘트라스트 비율을 갖는 하나의 이미저와 200:1 비율을 갖는 저가의 이미저를 구비한 2-스테이지 투사 시스템은 100,000:1의 시스템 콘트라스트 비율을 가질 것이다. 따라서, 비용/성능 교환(trade-off)은 최적의 투사 시스템을 생성하기 위해 수행될 수 있다.
출력 매트릭스(6)는 제 2 표면(72b)을 통해 제 2 PBS(72)에 입사하고, 출력 매트릭스가 p-편광 광을 포함하기 때문에, 제 3 표면(72c)을 통해 제 2 PBS(72)로부터 편광 표면(72p)을 통과한다. 출력 매트릭스(6)가 제 2 PBS(72)를 떠난 후에, 디스플레이 이미지(7)를 시청을 위해 스크린(미도시) 상에 투사하는 투사 렌즈 조립체(40)에 입사한다.
제 1 이미저(50)의 픽셀과 제 2 이미저(60)의 픽셀 사이의 1대1 대응을 제공하기 위해, 중계 렌즈 세트(80)는 우수한 제곱 광 에너지를 제공해야 한다. 즉, 제 1 이미저(50)에서의 픽셀(i,j)로부터의 광은 제 2 이미저(60) 상의 대응하는 픽셀(i,j) 상에 정확히 투사되어야 한다. 도 3은 예시된 렌즈 세트(80)의 제곱 에너지에 대한 계산된 결과를 도시한다. 제곱 에너지는 ZEMAXTM 소프트웨어를 이용하여 예시적인 렌즈 세트(80)에 대해 계산된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 스테이지 이미저(50) 상의 특정 픽셀로부터 광 에너지의 적어도 약 60%는 12 μ2{예를 들어, 제 2 스테이지 이미저(60)의 대응하는 픽셀} 상에 집속된다.
전술한 설명은 본 발명을 실행하기 위한 일부 가능성을 예시한다. 많은 다른 실시예는 본 발명의 사상 및 범주 내에서 가능하다. 그러므로, 상기 설명이 한정하기 보다 예시하는 것으로 간주되고, 본 발명의 범주가 전체 범위의 등가물과 함께 첨부된 청구항에 의해 주어지도록 의도된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 더 작은 이미저를 갖는 투사 시스템을 갖는 큰 아크(arc) 램프를 이용하는 다중 이미저 투사 시스템 등에 이용된다.

Claims (8)

  1. 투사 시스템으로서,
    제 1 변조된 광 매트릭스를 형성하기 위해 픽셀 단위로 광을 변조하기 위한 픽셀 매트릭스를 갖고, 제 1 크기를 갖는, 제 1 이미저와;
    제 2 변조된 광 매트릭스를 형성하기 위해 픽셀 단위로 상기 제 1 변조된 광 매트릭스를 변조하기 위해 상기 제 1 이미저의 픽셀에 대응하는 픽셀 매트릭스를 갖고, 상기 제 1 크기보다 더 작은 제 2 크기를 갖는, 제 2 이미저와;
    상기 제 1 변조된 광 매트릭스에서의 광의 각 픽셀을 상기 제 2 이미저의 대응하는 픽셀 상에 중계하기 위해 1.0 미만의 배율을 갖는 중계 렌즈 세트와;
    상기 제 1 이미저에 크기가 맞춰진 램프를
    포함하는, 투사 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 이미저는 0.7인치(1.8cm)의 크기를 갖고, 상기 제 2 이미저는 0.5인치(1.28cm)의 크기를 갖는, 투사 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 중계 렌즈 세트는 6개의 렌즈 요소를 포함하는, 투사 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 및 제 6 렌즈 요소는 비구면인, 투사 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 2 및 제 3 렌즈 요소는 아크로맷(acromat)을 형성하기 위해 상기 제 2 렌즈 요소의 출구면과 상기 제 3 렌즈 요소의 입구면에서 결합된 비구면 렌즈 요소인, 투사 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 4 및 제 5 렌즈 요소는 아크로맷을 형성하기 위해 상기 제 4 렌즈 요소의 출구면과 상기 제 5 렌즈 요소의 입구면에서 결합된 비구면 렌즈 요소인, 투사 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 이미저의 특정 픽셀로부터의 광 에너지의 적어도 60%는 상기 제 2 이미저의 대응하는 픽셀 상에 집속되는, 투사 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 중계 렌즈 세트는 상기 제 1 이미저의 각 픽셀로부터의 광을 상기 제 2 이미저의 대응하는 픽셀상에 투사하기 위한 광 에너지를 갖는, 투사 시스템.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0719721D0 (en) * 2007-10-09 2007-11-21 Seos Ltd Image display apparatus
CN101453659B (zh) * 2007-12-04 2010-12-29 深圳Tcl新技术有限公司 照明系统及其在视频显示单元中运行的方法
JP2011522280A (ja) * 2008-03-31 2011-07-28 マインドスピード・テクノロジーズ・インコーポレイテッド 携帯用ＬＣｏＳ／ＬＣＤ／ＤＬＰ投影システムにおける電力損の低減
US8797242B2 (en) 2008-06-24 2014-08-05 Carl Zeiss Ag Projector and method for projecting an image
DE102008029786B4 (de) * 2008-06-24 2013-10-24 Carl Zeiss Ag Projektor und Verfahren zum Projizieren eines Bildes
BRPI0910156B1 (pt) * 2008-06-24 2019-12-24 Zeiss Carl Ag sistema de projeção
US8643296B2 (en) 2010-11-22 2014-02-04 Mindspeed Technologies, Inc. Color mixing and desaturation with reduced number of converters
US9107245B2 (en) 2011-06-09 2015-08-11 Mindspeed Technologies, Inc. High accuracy, high dynamic range LED/laser driver
US9385606B2 (en) 2012-12-03 2016-07-05 M/A-Com Technology Solutions Holdings, Inc. Automatic buck/boost mode selection system for DC-DC converter
US9188767B2 (en) * 2013-11-04 2015-11-17 Christie Digital Systems Usa, Inc. Relay lens system for a high dynamic range projector
JP2015102614A (ja) 2013-11-22 2015-06-04 セイコーエプソン株式会社 表示装置
WO2016108157A1 (en) * 2014-12-31 2016-07-07 Dolby Laboratories Licensing Corporation Methods and systems for high dynamic range image projectors
US10097908B2 (en) 2014-12-31 2018-10-09 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. DC-coupled laser driver with AC-coupled termination element
US10263573B2 (en) 2016-08-30 2019-04-16 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Driver with distributed architecture
JP2019032494A (ja) * 2017-08-10 2019-02-28 キヤノン株式会社 画像投射装置
JP2019035800A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 キヤノン株式会社 画像投射装置
US10630052B2 (en) 2017-10-04 2020-04-21 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Efficiency improved driver for laser diode in optical communication
US11005573B2 (en) 2018-11-20 2021-05-11 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Optic signal receiver with dynamic control
US10656497B1 (en) 2019-02-06 2020-05-19 The Government Of The United States As Represented By The Secretary Of The Air Force Polarization scene projector
DE102019210631A1 (de) * 2019-07-18 2021-01-21 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen
US12013423B2 (en) 2020-09-30 2024-06-18 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. TIA bandwidth testing system and method
US11658630B2 (en) 2020-12-04 2023-05-23 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Single servo loop controlling an automatic gain control and current sourcing mechanism

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002011610A2 (en) 2000-08-10 2002-02-14 Carl Zeiss Visual field tester

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3110181B2 (ja) * 1992-01-08 2000-11-20 富士通株式会社 投射型表示装置
US5555034A (en) * 1993-06-30 1996-09-10 Hitachi, Ltd. Projection display apparatus
US5592238A (en) * 1994-10-27 1997-01-07 Hitachi, Ltd. Field-sequential projection display
JPH09127474A (ja) * 1995-11-06 1997-05-16 Advanced Display:Kk 投射型表示装置
KR100210247B1 (ko) * 1996-01-24 1999-07-15 윤종용 광화각 액정 프로젝션 렌즈 시스템
JPH09258328A (ja) * 1996-03-26 1997-10-03 Hamamatsu Photonics Kk プロジェクター
US6109752A (en) * 1996-08-26 2000-08-29 Seiko Epson Corporation Lighting device and projector
GB2317290B (en) * 1996-09-11 2000-12-06 Seos Displays Ltd Image display apparatus
JP2003526818A (ja) * 2000-03-15 2003-09-09 アイマックス コーポレイション 投影装置
JP5174309B2 (ja) * 2000-07-03 2013-04-03 アイマックス コーポレイション 映写装置のダイナミックレンジを増大する装置および技術
US6643069B2 (en) * 2000-08-31 2003-11-04 Texas Instruments Incorporated SLM-base color projection display having multiple SLM's and multiple projection lenses
US6891672B2 (en) * 2001-02-27 2005-05-10 The University Of British Columbia High dynamic range display devices
JP4628566B2 (ja) * 2001-03-12 2011-02-09 三菱電機株式会社 画像投写装置
US7002533B2 (en) * 2001-08-17 2006-02-21 Michel Sayag Dual-stage high-contrast electronic image display
JP2004118153A (ja) * 2002-09-30 2004-04-15 Mitsubishi Electric Corp 投写型表示装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002011610A2 (en) 2000-08-10 2002-02-14 Carl Zeiss Visual field tester

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Publication number Publication date
JP4480763B2 (ja) 2010-06-16
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