KR101659718B1 - 멀티 빔 조명 시스템 및 조명 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명 이미지(53)를 제공하기 위한 멀티 빔 조명 시스템(1)을 제공한다. 이 멀티 빔 조명 시스템(1)은 복수의 광 빔들(13)을 생성하도록 배열된, 옵션의 시준 광학 소자들(12)을 갖는 복수의 광원들(11); 제1 거리(d1)에서 패널 평면(35) 내에 복수의 패널 세그먼트들(32)을 포함하고 대응하는 패널 세그먼트들(32) 상에 복수의 세그먼트 패턴들(34)을 포함하도록 배열된 패널(30); 및 패널 평면(35)에 평행으로 배열된 이미징 렌즈 평면(45)에 복수의 이미징 렌즈들(42)을 포함하는 이미징 렌즈 어레이(40)를 갖는다. 이미징 렌즈 어레이(40) 중의 각각의 이미징 렌즈(42)는 복수의 세그먼트 패턴(34)들 중의 대응하는 세그먼트 패턴(34)을 복수의 투영 이미지들(52) 중의 각각의 투영 이미지(52)로 이미징하도록 배열된다. 복수의 투영 이미지들(52)은 미리 정해진 이미지 거리(Lp)에서 오버랩하고 조명 이미지(53)를 형성한다.

Description

멀티 빔 조명 시스템 및 조명 방법{MULTI-BEAM ILLUMINATION SYSTEM AND METHOD OF ILLUMINATION}

본 발명은 멀티 빔 조명 시스템 및 조명 방법에 관한 것이다.

전통적으로, 조명 시스템들은 백색광을 이용한 일반 조명, 예를 들면, 백열 또는 형광 조명을 이용한 천장 조명 시스템들뿐만 아니라, 백색광을 이용한 작업 조명, 예를 들면, 백열 또는 할로겐 스폿 램프를 위해 주로 사용되었다. 최근에, 컬러 광을 제공하는 조명 시스템들이 전문가 및 소비자 시장들에 도입되었고, 이들 조명 시스템들은, 특히 장식 목적을 위해서뿐만 아니라, 예를 들면, 특정한 색을 사용하여 특정한 분위기를 생성하기 위해서만이 아니라, 기능적인 이유 때문에도, 더욱 더 시장 관심을 받고 있다. 특히, 솔리드 스테이트 광원, 특히 발광 다이오드들(LED들)의 휘도, 루멘 효능(lumen efficacy) 및 구입 능력(affordability)의 최근의 진보는 LED들을 색 가변 램프, 스포트라이트, LCD 백라이팅, 건축 조명, 무대 조명 등과 같은, 광범위한 응용들에서, 전문가뿐만 아니라 소비자 조명 시스템들을 만드는 데 더욱 더 적합하게 만들었다.

사용자가 그의 희망에 따라 LED 램프에 의해 방출된 광 빔의 색 및 강도를 변경할 수 있게 하는, 원격 제어되는 색 가변 LED 램프들이 시장에 나와 있다. 따라서 사용자는 하나 이상의 물체들, 예를 들면, 방, 벽, 또는 예를 들면 가게 내에 진열된 제품과 같은, 예를 들면 방 내의 특정한 물체들 또는 착석 영역과 같은, 방 내의 영역의 부분들의 조명의 색 및 강도를 변경함으로써 다양한 분위기들을 생성할 수 있다. 그러한 조명은 또한 주변 조명이라고 칭해진다.

종래 기술의 많은 조명 시스템들의 불리점은 예를 들면, 색 가변 LED 램프들과 같은 알려진 색 가변 램프들은 고정되고 미리 정해진 빔 형상을 갖는 빔만을 생성할 수 있고, 따라서 표면, 예를 들면, 벽 위에 고정되고 미리 정해진 사이즈의 피조명 영역("조명 이미지(illumination image)"라고도 칭해질 수 있음)만을 생성할 수 있다는 점이다. 그러므로, 그러한 램프들은 사용자에게 조명 이미지의 형상을 변경하는 기능성을 제공하지 않는다. 종래 기술 장치의 다른 불리점은 빔의 방향이 고정되고, 램프 자체의 방위를 변경하는 것에 의해서만 변경 가능할 수 있다는 점일 수 있다. 빔의 방향을 조정하는 보다 쉬운 방법에 대한 희망이 있을 수 있다. 또한, 알려진 램프들이 하나의 조명 이미지를 동시에 단색 스폿(single-color spot)으로만 제공할 수 있다는 것은 사용자들에 의해 바람직스럽지 못하다고 여겨질 수 있다. 즉, 2개의 상이한 색이 나란히 요구되는 경우, 사용자는 2개의 색을 제공하기 위해 각각이 개별 색으로 조정되는 2개의 램프를 사용할 필요가 있다.

특히 물체들 또는 방을 조명할 때, 조명에서 더 많이 융통성이 있기를 원하는 요구가 있다. 조명 이미지의 방향 및/또는 형상 및/또는 패턴을 정의하고 및/또는 변경하는 것을 허용하는, 융통성이 있는(versatile) 조명 시스템을 제공하는 것이 또 다른 요구일 수 있다. 비용 효율적인 시스템을 제공하는 것이 또 다른 요구일 수 있다. 또한 예를 들면 벽에 부착될 수 있는 얇은 시스템을 제공하는 것이 요구일 수 있다.

따라서, 바람직하게는 또한 전술한 결점들 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 제거하고, 또한 바람직하게는 위에 지시한 요구들 중 하나 이상을 만족시킬 수 있는 대안적인 조명 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

이를 달성하기 위해, 본 발명은, 제1 양태에서, 조명 이미지를 제공하기 위한 멀티 빔 조명 시스템(여기서 "시스템"이라고도 지시됨)을 제공하고, 멀티 빔 조명 시스템은,

복수의 광 빔들을 생성하도록 배열된, 옵션의 시준 광학 소자들(collimating optics)을 갖는 복수의 광원들;

옵션의 시준 광학 소자들을 갖는 광원들의 하류에 배열된 패널 - 패널은 패널 평면에 복수의 패널 세그먼트들을 포함하고; 복수의 패널 세그먼트들 중의 각각의 패널 세그먼트는 복수의 세그먼트 패턴들 중의 각각의 세그먼트 패턴을 포함하도록 배열되고; 옵션의 시준 광학 소자들을 갖는 복수의 광원들은 복수의 패널 세그먼트들을 조명하도록 배열됨 -;

패널의 하류에 배열된 이미징 렌즈 어레이 - 이미징 렌즈 어레이는 패널 평면으로부터 제1 거리에 패널 평면에 평행으로 배열된 이미징 렌즈 평면에 복수의 이미징 렌즈들을 포함하고; 복수의 이미징 렌즈들 중의 각각의 이미징 렌즈는 복수의 세그먼트 패턴들 중의 대응하는 세그먼트 패턴을 복수의 투영 이미지들 중의 각각의 투영 이미지로 이미징하도록 배열되고, 복수의 투영 이미지들은 조명 이미지를 형성하기 위해 이미징 렌즈 평면으로부터 미리 정해진 이미지 거리에서 오버랩함 -

를 포함한다.

"투영 이미지(projection image)"라는 용어는 특히 세그먼트 패턴을 투영 표면 상에 이미징하는 것의 가시 효과를 가리킬 수 있다. 따라서 "세그먼트 패턴을 투영 이미지로 이미징한다"라는 용어는 세그먼트 패턴을 투영 표면에 광학적 전사하는 것(optical transfer)을 가리킬 수 있다. 투영 이미지는 대응하는 세그먼트 패턴의 비교적 선명한(sharp) 이미지, 또는 대응하는 세그먼트 패턴의 비교적 흐릿한(blurred) 이미지일 수 있다. 복수의 투영 이미지들은 조명 이미지라고도 칭해질 수 있다. 따라서 조명 이미지는 함께 모든 투영 이미지들로 이루어질 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 멀티 빔 조명 시스템은 투영 이미지, 따라서 조명 이미지를 많은 자유도로 허용하는 융통성이 있는 조명 시스템을 제공할 수 있다. 특히, 그것은 광(의 색) 빔들 및 세그먼트 패턴들에 의해 특히 정의된, 상이한 형상들 및 상이한 색들의 조명 이미지들을 만드는 것을 허용할 수 있고, 따라서 조명 이미지에 의하여 조명된 물체에 형상 및/또는 색의 광 효과를 제공할 수 있다. 조명 이미지의 상이한 부분들은 각각 그들 자신의 색을 가질 수 있다. 이들 광 효과들은 정적일 뿐만 아니라 동적이고, 즉, 사용되는 패널의 유형 및 특성에 따라서 시변적이다(time-varying).

또 다른 이점은 멀티 빔 조명 시스템은 예를 들면 투영 이미지를 투영하기 위한 멀티 빔 조명 시스템의 대안으로서 사용될 수 있는 유사한 광 출력 레벨을 갖는 LCD 비디오 프로젝터 시스템만큼 값비싸지 않을 수 있다는 점이다. 그러나, 주변 조명이 저해상도 및 다소 흐릿한 투영 이미지들만을 요구할 수 있으므로, 일반적으로 LCD 비디오 프로젝터의 해상도와 같은 큰 해상도를 갖는 시스템을 갖는 것이 요구되지 않을 수 있다. 또한, 예를 들면 미국 특허 출원 US 2005/0122487에서 설명된 LED 기반 프로젝터와 같은 LCD 비디오 프로젝터들은 일반적으로 많은 해상도를 갖고, 그러한 LCD 비디오 프로젝터에서 투영 렌즈의 광학 성능에 큰 요구를 주장하고; 그 결과, 그러한 투영 렌즈들은 일반적으로 투영 표면에 LCD 패널의 고해상도 및 잘 포커싱된 이미지를 위해 다수의 렌즈 소자들의 값비싼 광학 배열들이다. 또한, 각각의 이미징 렌즈들로 패널 세그먼트들 각각을 이미징하는 것은 비교적 작은 초점거리를 갖는 이미징 렌즈들의 사용을 허용할 수 있고(예를 들면, 에탄듀(etendue)의 보존 때문에 훨씬 더 큰 초점거리를 갖는 훨씬 더 큰 사이즈의 단일 이미징 렌즈를 필요로 할, 완전한 패널을 이미징하기 위해 단일 이미징 렌즈가 배열되는 경우에 비하여), 이는 멀티 빔 조명 시스템의 작은 두께를 허용한다.

따라서 멀티 빔 조명 시스템은 조정 가능한 형상, 사이즈, 방향, 색들, 및/또는 심지어 패턴들의 주변 광의 빔을 생성할 수 있을 것이다. 종래의 LCD 비디오 프로젝터들과 비교하여, 예를 들면, 루멘 출력, 평탄함 및/또는 구성(비용)의 편함을 위해 멀티 빔 조명 시스템에서 해상도가 희생된다(그러나 이것은 주변 조명 패턴들을 투영하기 위해 결정적인 것은 아니다). 따라서, 복수의 투영 이미지들은 미리 정해진 이미지 거리에서 오버랩한다. 이 렌즈 어레이들에 기초한 멀티 빔 투영 시스템은, 예를 들면 멀티 패널 LCD 비디오 프로젝터들에서 사용되는 컬러 LCD 패널들, 컬러 휠들 및/또는 재조합 큐브들(recombination cubes)과 같은 추가적인 값비싼 부품들 없이, 컬러 이미지들도 투영될 수 있다는 추가적인 이점을 가질 수 있다.

"패널"이라는 용어는 사용 중에 하나 이상의 패턴들을 보여주는, 또는 보여줄 수 있는 장치를 가리킬 수 있다. 이들 패턴들은 서로에 인접하여 배열될 수 있다. 패널은 예를 들면 LCD 패널 또는 GOBO들의 배열 등일 수 있다. 패널은 반사성 또는 투과성일 수 있다. 패널들 및 패턴들의 또 다른 예들은 아래에 주어질 것이다. 패턴은 예를 들면 기하학적(규칙적 또는 불규칙적) 패턴, 숫자 또는 사진 등에 대응할 수 있다. "패널 세그먼트"는 패널의 세그먼트, 즉, 패널의 연속적인 부분을 가리킬 수 있다. "세그먼트 패턴"은, 적어도 사용 중에, 패널 세그먼트 상에 보여지는 패턴을 가리키고, 여기서 종종 "패턴"으로 지시된다.

"상류(upstream)" 및 "하류(downstream)"라는 용어들은 광 생성 수단(여기서 LED와 같은 광원)으로부터 광의 전파에 관하여 항목들 또는 특징들의 배열을 가리키고, 광 생성 수단으로부터 광의 빔 내의 제1 위치에 관하여, 광 생성 수단에 더 가까운 광의 빔 내의 제2 위치는 "상류"이고, 광 생성 수단으로부터 더 멀리 있는 광의 빔 내의 제3 위치는 "하류"이다.

"평면 내의 항목들(items in a plane)"이라는 용어는 명명된 항목들이 평면(이것은 바람직하게는 평면이지만, 대안적으로 곡선 모양일 수 있다) 내에서 서로의 옆에 배열된다는 것, 특히 명명된 항목들이 나란히, 서로에 바로 인접하여 또는 이웃하는 항목들 사이에 얼마간의 간격을 두고 배열되는 것을 나타낸다.

"복수의 패널 세그먼트를 조명한다"라는 용어는 복수의 패널 세그먼트들 중의 패널 세그먼트들 각각의 적어도 일부를 조명한다는 것을 가리킨다. 즉, 개별 패널 세그먼트들은 실질적으로 완전히, 또는 부분적으로만 조명될 수 있다.

"평행"이라는 용어는 명명된 항목들이 그 명명된 항목들 사이에 실질적으로 일정한 간격을 갖는다는 것을 나타낸다.

"대응하는" 및 "각각의"라는 용어들은 제1 항목과 제2 항목 사이에 주로 일대일 관계를 나타내기 위해 사용된다. 예를 들면, "복수의 이미징 렌즈들 중의 각각의 이미징 렌즈가 복수의 세그먼트 패턴들 중의 대응하는 세그먼트 패턴을 복수의 투영 이미지들 중의 각각의 투영 이미지에 이미징하도록 배열된다"는 이미징 렌즈들 중의 각각의 이미징 렌즈가 주로 하나의 특정한 세그먼트 패턴을 하나의 특정한 투영 이미지에 이미징하도록 배열되는 반면, 이미징 렌즈 중의 다른 이미징 렌즈가 주로 하나의 다른 특정한 세그먼트 패턴을 하나의 다른 특정한 투영 이미지에 이미징하도록 배열된다는 점에서 이해되어야 한다.

비록 멀티 빔 조명 시스템은 투영 이미지들이 미리 정해진 거리에서 오버랩하도록 배열되지만, 투영 이미지들이 예를 들어, 투영 표면에 투영되는 실제 거리는 이 미리 정해진 거리와 다를 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일반적으로, 미리 정해진 거리는 2 ― 15 m의 범위에 있을 수 있지만 사용자는 물론 조명 시스템을 조명될, 벽 또는 천장과 같은, 물체로부터 임의의 원하는 거리에 배열할 수 있다. 또한 미리 정해진 거리는 단일의 특정한 미리 정해진 거리일 필요가 없고, 대안적으로 미리 정해진 거리 범위에 대응할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 미리 정해진 범위는 바람직하게는 사용자들이 사용할 것으로 기대되는 실제 투영 거리들의 범위에 대응한다. 따라서, "미리 정해진"이라는 용어는 예를 들면 제조 동안에 거리가 설정되는 실시예들을 포함할 수 있지만, 또한 미리 정해진 범위 내에서 투영 이미지들의 오버랩을 제공하기 위해 사용자에 의해 시스템이 조정될 수 있는 실시예들을 나타낼 수 있다.

복수의 세그먼트들, 및 대응하는 복수의 이미징 렌즈들은 바람직하게는 적어도 4개, 더 바람직하게는 적어도 6개, 한층 더 바람직하게는 적어도 8개, 더욱 더 바람직하게는 적어도 12개, 또 한층 더 바람직하게는 적어도 20개, 한층 더 바람직하게는 적어도 30개, 더욱 한층 더 바람직하게는 적어도 100개이다. 그러한 복수는, 특히 조명 이미지의 휘도, 패널 비용, 패널 세그먼트 해상도 및/또는 설계 및 구성의 편함에 관하여, 성능과 비용 사이에 좋은 타협을 허용할 수 있다.

이미징 렌즈들은 바람직하게는, 복수의 패널 세그먼트들을 대응하는 복수의 투영 이미지들에 이미징하도록 배열된, 프레넬 렌즈들과 같은, 얇은 렌즈들이다. 이미징 렌즈가 LCD 비디오 프로젝터 내의 LCD 패널의 고품질(고해상도, 저수차) 이미지를 제공하도록 배열된 다수의 상이한 렌즈들로 구성되는, 예를 들면 종래의 LCD 비디오 프로젝터에 비하여, 이것은 훨씬 더 비용 효과적인 것이므로 유리할 수 있으며, 동시에 주변 조명의 목적으로 충분한 이미징 품질을 제공한다.

조명 이미지는 패널 세그먼트들 상의 세그먼트 패턴들에 의해 실질적으로 정의된다는 것에 유의할 수 있다. 따라서 조명 이미지의 해상도 및/또는 패턴은 세그먼트 패턴들에 의해 주로 정의될 수 있고, 특히, 광원들의 공간 배열 및/또는 수에 의해 정의될 필요가 없다.

특정한 실시예들이 아래에 설명된다. 숙련된 당업자에게 명백할 것과 같이, 실시예들이 조합될 수 있다.

실시예에서, 제1 거리는 조정 가능하다. 패널(평면)과 이미징 렌즈 어레이(평면) 사이의 거리를 조정하는 것은 유리하게는 예를 들면 투영 거리 및/또는 투영 이미지의 선명함을 조정하는 것을 허용할 수 있다.

실시예에서, 멀티 빔 조명 시스템은 옵션의 시준 광학 소자들을 갖는 광원들의 하류에 및 패널의 상류에 배열된 조명 렌즈 어레이 - 조명 렌즈 어레이는 패널 평면으로부터 제2 거리에서 패널 평면에 평행으로 배열된 조명 렌즈 평면 내에 복수의 조명 렌즈들을 포함함 - 를 더 포함하고; 조명 렌즈 어레이는 광 빔들로부터 복수의 조명 빔들을 생성하도록 배열되고, 각각의 조명 빔은 복수의 패널 세그먼트들 중의 대응하는 패널 세그먼트를 조명하도록 배열된다.

조명 렌즈 어레이는 이웃하는 패널 세그먼트들 사이의 "크로스-토크(cross-talk)"를 감소시킬 수 있는데, 이는 어레이가 주어진 패널 세그먼트로부터의 광이 이웃하는 이미징 렌즈에 도달하여 위성 이미지(satellite image)로 귀결되는 것을 막기 때문일 수 있다. 또한, 조명 렌즈들은 패널 세그먼트들의 명확한 위치 조명(well-defined positional illumination)을 제공할 수 있다.

실시예에서, 제2 거리는 조정 가능하다. 패널(평면)과 조명 렌즈 어레이(평면) 사이의 거리를 조정하는 것은 조명되는 패널 세그먼트의 부분(fraction)의 사이즈를 변경하는 효과를 나타낼 수 있고, 따라서 유리하게는 특히 투영 이미지들의 유효 사이즈, 및 따라서 조명 이미지의 유효 사이즈를 조정하는 것을 허용할 수 있다.

실시예에서, 광원들은 발광 다이오드(LED) 광원들이다. LED 광원들을 이용하는 것이 유리할 수 있는데, 이는 LED 광원이 콤팩트하고 및/또는 밝고 및/또는 효율적인 광원을 제공할 수 있기 때문이다. 또한, 바람직하게는 개별 시준기들을 갖는, 비교적 작은 광원들인 복수의 LED들은 유리하게는 종래의 광원들에 비하여 얇은 시스템을 허용할 수 있다. 또한, LED들의 사용이 유리할 수 있는데, 이는 LED들이 종래의 광원들보다 더 적은 적외선 방사를 방출하고, 따라서 예를 들면 패널, 조명 렌즈 어레이 및/또는 이미징 렌즈 어레이의 가열을 막을 수 있기 때문이다. 그러나 대안적인 실시예들은 상이한 광원들, 예를 들면 반사기(들)를 시준기(들)로서 갖는 하나 이상의 작은 사이즈의 종래의 UHP 램프(들)를 사용할 수 있다.

실시예에서, 복수의 조명 렌즈들은 복수의 광원들보다 크고, 복수의 조명 렌즈들 및 복수의 광원들은 2 이상의 조명 렌즈 위에 단일 광원의 광 빔을 분배하도록 배열된다. 이것은 예를 들면 유리하게는 단일 광원에 의해 방출된 광을 사용하여, 각각의 조명 빔들을 갖는 다수의 패널 세그먼트들을 조명하는 것을 허용할 수 있고, 이는 경제적일 수 있다. 또한, 투영 이미지들이 오버랩하기 때문에, 이것은 조명 이미지의 조명 균일성을 개선할 수 있다. 만일 광 빔들이 조명 렌즈들과 정렬된다면, 광 빔들 내의 아티팩트들은 다수의 투영 이미지들에 대하여 동일하고 조명 이미지에서 더해질 수 있다. 광 빔의 상이한 부분들을 서로의 위에 투영하는 것에 의해, 가능한 빔 아티팩트들은 어느 정도까지는 평균될 수 있다.

대안적인 실시예에서, 복수의 조명 렌즈들은 복수의 광원들보다 작고, 복수의 조명 렌즈들 및 복수의 광원들은 하나의 조명 렌즈 위에 다수의 광원들의 광 빔을 분배하도록 배열된다. 이것은 유리하게는 균일성을 개선할 수 있다. 또한, 보다 큰 복수의 작은 광원들을 사용하는 것은, 보다 작은 복수의 더 큰 광원들을 사용하는 것에 비하여, 보다 얇은 시스템으로 귀결될 수 있다.

실시예에서, 멀티 빔 조명 시스템은 세그먼트 패턴을 조명 렌즈에 관하여, 평행으로 이동시키는 것을 허용하도록 배열된다. "이동(shift)"이라는 용어는 세그먼트 패턴을 병진(translation)에 의해 패널 평면 내의 다른 위치에 배치하는 것을 가리킨다. 멀티 빔 조명 시스템은 예를 들면 세그먼트 패턴을 패널 위에서 이동시키기 위한, 또는 패널 자체를 패널 평면 내에서 이동시키기 위한 컨트롤러를 가질 수 있다. 이것은 유리하게는 투영 빔의 유효 방향 및 투영 이미지의 위치를 변경하는 것을 허용할 수 있다.

멀티 빔 조명 시스템의 실시예에서:

이미징 렌즈들 및 조명 렌즈들은 실질적으로 같은 초점거리를 갖고,

제1 거리와 제2 거리의 합계는 이미징 렌즈의 초점거리의 1.0배와 2.0배 사이이다.

바람직하게는, 제1 거리와 제2 거리의 합계는 초점거리의 1.0배와 1.5배 사이이다. 실시예에서, 제1 거리는 초점거리와 실질적으로 같고 제2 거리는 초점거리의 0.0배와 1.0배 사이, 바람직하게는 0.0배와 0.5배 사이이다. 이들 조건들은 투영 이미지들의 품질 사이의 적당한 균형, 인접한 투영 이미지들 사이의 오버랩 및/또는 멀티 빔 조명 시스템의 시스템 효율을 제공할 수 있다. 또한 제2 거리, 및 옵션으로 또한 제1 거리 및/또는 세그먼트 패턴을 조정할 때, 줌 효과(zoom-effect)가 얻어질 수 있다.

실시예에서, 패널은 전자적으로 동작 가능한 디스플레이 패널을 포함한다. 전자적으로 동작 가능한 디스플레이 패널은 바람직하게는 LCD 패널이고, 한층 더 바람직하게는 그레이-스케일 LCD 패널이다. 전자적으로 동작 가능한 디스플레이 패널은 패널 세그먼트들에 세그먼트 패턴들을 제공하도록 배열된다. 세그먼트 패턴들은 바람직하게는 동적인 세그먼트 패턴들이다. "동적인(dynamical)"이라고 하는 용어는 세그먼트 패턴의 시변적 거동(time-varying behavior)을 가리킨다: 따라서 동적인 세그먼트 패턴은, 패널 상에서 순차적으로 제공되는, 복수의 상이한 세그먼트 패턴들의 시퀀스로 간주될 수 있다. 따라서 전자적으로 동작 가능한 디스플레이 패널을 사용하는 것은 상이한 정적인 세그먼트 패턴들 사이에 변경하는 것에 의해 또는 시간에 걸쳐서 변하는 변화하는 하나 이상의 동적인 세그먼트 패턴들을 사용하는 것에 의해, 투영 패턴이 하나의 색 및/또는 패턴으로부터 다른 것으로 용이하게 변경되도록 허용할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 전자적으로 작동되는 패널은 세그먼트 패턴을 대응하는 패널 세그먼트에 관하여 변위시키도록 배열된다. 이것은 세그먼트 패턴을 종래의 방식으로 조명 렌즈에 관하여, 평행으로 이동시키는 것을 허용할 수 있다. 특히, 이것은 전자적으로 작동되는 패널 상의 디스플레이된 세그먼트 패턴들의 위치들을 변경하는 것에 의해 달성될 수 있고, 패널 또는 패널 세그먼트들의 기계적 이동을 요구하지 않을 수 있다. 이것은, 예를 들면, 모든 세그먼트들의 투영된 패턴들의 오버랩을 개선하기 위하여 투영 이미지들의 유효 방향을 제어하는 것을 허용할 수 있다. 변위는 실질적으로 연속적인 변위, 즉, 관련된 패널 세그먼트 위에서의 세그먼트 패턴의 이동을 포함할 수 있다. 이것은 예를 들면 움직이는 패턴이 투영 표면 위에서 편리하게 제공되도록 허용할 수 있다.

대안적인 실시예에서, 패널은 바람직하게는 슬라이드 및 관통된 GOBO 플레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 정적인 장치를 포함한다. 정적인 장치는 세그먼트 패턴들을 포함한다. 이것은 매우 비용 효과적인 시스템이 달성되도록 허용할 수 있는데, 이는 그것이 세그먼트 패턴들의 전자적 생성을 수반하지 않기 때문이다. 정적인 장치는 바람직하게는 투영 이미지들을 용이하게 변경하기 위해, 멀티 빔 조명 시스템으로부터 제거 가능하고 멀티 빔 조명 시스템에 삽입 가능할 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 상이한 투영 이미지들과 관련된 복수의 정적인 장치들(예를 들면 상이한 형상의 및/또는 상이한 색의 세그먼트 패턴들)이 제공될 수 있고, 사용자가 복수의 정적인 장치들로부터 정적인 장치를 선택하고 그 선택된 장치를 멀티 빔 조명 시스템에 삽입하는 것에 의해 상이한 투영 이미지들 사이에 선택하도록 허용한다.

실시예에서, 멀티 빔 조명 시스템은 옵션의 시준 광학 소자들을 갖는 적어도 추가적인 광원들의 추가에 의해 옵션의 시준 광학 소자들을 갖는 복수의 광원들로 확장 가능하도록 배열된다. 이것은 유리하게는 시스템의 성능, 특히 휘도 또는 루멘 출력을 증가시키는 것을 허용할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 멀티 빔 조명 시스템은 적어도 패널 세그먼트들 및 관련된 이미징 렌즈들, 및 바람직하게는 또한 관련된 조명 렌즈들의 또 다른 추가에 의해 확장 가능하도록 배열된다.

실시예에서, 복수의 광원들은 상이한 파장들에서 광 빔들을 생성하도록 배열된 적어도 2개의 유형의 광원들을 포함한다. 상이한 파장들은 또한 상이한 색들이라고 칭해질 수 있다. 바람직하게는, 각각의 패널 세그먼트는 하나의 유형의 광원으로부터 발생된 광에 의해 조명되고, 적어도 2개의 상이한 패널 세그먼트들이 각각 상이한 색들로 조명된다. 이것은, 예를 들면, 흑색 및 백색 패널의 사용을 허용할 수 있고, 결과로서의 조명 이미지의 색은 복수의 단색 투영 이미지들을 오버레이하는 것에 의해 얻어지고, 각각의 단색 투영 이미지는 관련된 광원에 의해 생성된 광의 색에 따른 색에 기여한다. 그러한 흑색 및 백색 패널의 사용은, 예를 들면, 패널 상에 다르게는 흡수하는 컬러 필터들의 부재로 인한 에너지 효율 때문에, 및/또는 비용 때문에 유리할 수 있다. 또한, 투영 이미지들이 비교적 흐릿할 수 있으므로, 투영 이미지들의 완벽하지 않은 오버랩으로 인한 작은 컬러 에러들은 눈에 띄지 않거나, 충분히 작을 수 있고, 따라서 멀티 빔 조명 시스템의 사용자에게 마음에 들 수 있다.

멀티 빔 조명 시스템의 실시예에서:

복수의 이미징 렌즈들은 인접한 이미징 렌즈들 사이에 이미징 렌즈 피치를 두고 N × M 행렬 배열로 배열되고,

복수의 패널 세그먼트들은 인접한 패널 세그먼트들 사이에 세그먼트 피치를 두고 대응하는 N × M 행렬 배열로 배열되고,

세그먼트 피치는 이미징 렌즈 피치보다 크다.

이것은 유리하게는 복수의 투영 이미지들 사이의 오버레이 에러들을 제거하거나, 적어도 감소시킬 수 있다.

또 다른 실시예에서, 패널은 세그먼트 피치를 적응시키도록 배열된다. 이것은 투영 거리가 변경될 때도 오버레이 에러들을 제거하거나, 적어도 감소시키는 것을 허용한다.

실시예에서, 이미징 렌즈 어레이는 글로벌 렌즈 액션을 제공하도록 배열된다. "글로벌 렌즈 액션(global lens action)"이라는 용어는 복수의 이미징 렌즈들에 의해 생성된, 서로에 관하여 약간 수렴하는, 실질적으로 글로벌 초점 쪽으로 지향되는 투영 빔들을 가리킨다. 그 결과, 다수의 투영 이미지들 사이의 오버레이 에러들이 적어도 부분적으로 감소될 수 있다. 특히, 글로벌 초점이 투영 표면에 배치될 때, 오버레이 에러들이 최소일 수 있다.

실시예에서, 적어도 둘 이상의 세그먼트 패턴들이 실질적으로 같다. 또 다른 실시예에서, 모든 세그먼트 패턴들이 실질적으로 같다. 따라서 시스템은 다수의, 실질적으로 같은, 적당한 휘도의 투영 이미지들을 오버레이하는 것에 의해 고휘도 조명 이미지를 제공할 수 있다.

실시예에서, 복수의 패널 세그먼트들 중 적어도 2개의 패널 세그먼트들이 단일 광 빔에 의해, 즉, 단일 광원에 의해 생성된 하나의 광 빔에 의해 조명되도록 배열된다. 이것은 유리하게는 단일 광 빔 내의 휘도 및/또는 색 차이들을 평균할 수 있는데, 이는 적어도 2개의 패널 세그먼트들과 관련된 투영 이미지들이 조명 이미지의 형성시에 오버랩할 때 이들 차이들을 평균할 수 있기 때문이다.

실시예에서, 모든 패널 세그먼트들이 단일 패널의 부분들로서 제공된다. 또 다른 실시예에서, 모든 패널 세그먼트들이 단일 패널의 부분들의 행렬 배열로서 제공된다. 단일 패널은, 예를 들면, 큰 픽셀 카운트를 갖는 상업상 입수 가능한 LCD 패널일 수 있고, 패널 세그먼트는 적당한 픽셀 카운트를 갖는 LCD 패널의 인접한, 바람직하게는 오버랩하지 않는 부분들에 대응할 수 있다. 이것은 다수의 세그먼트 패턴들의 제공 및 조작, 예를 들면, 변위를 용이하게 할 수 있다. 단일 패널은, 예를 들면, 적어도 5 인치, 즉 대략 12.5 cm, 바람직하게는 적어도 12 인치, 즉 대략 30 cm의 패널 대각선을 갖는 LCD 패널, 또는 한층 더 큰 사이즈의 패널일 수 있다. 단일 패널은, 예를 들면, 적어도 640 × 480 픽셀들의 해상도를 갖는 LCD 패널일 수 있다.

실시예에서, 모든 투영 이미지들이 이미징 렌즈들에 관하여 실질적으로 같은, 미리 정해진 방향으로 이미징된다. 특히, 시스템은 모든 투영 이미지들을 대부분, 특히 90%를 초과하여 오버랩하도록(미리 정해진 거리에서) 제공하도록 배열될 수 있다. "90%를 초과하여 오버랩한다"라는 용어는 각각의 투영 이미지의 사이즈의 적어도 90%의 면적을 커버하는, 복수의 투영 이미지들의 각각의 다른 투영 이미지와의 오버랩을 증명하는 각각의 투영 이미지를 가리킨다. 그 결과, 조명 이미지의 휘도는 효율적으로 확립될 수 있다. 또한, 색 조명 이미지는 따라서 유리하게는 광의 복수의 색들의 각각의 광 빔들에 의해 조명된, 단색 세그먼트 패턴들로부터 생성된, 단색의 투영 이미지들을 이용하여 확립될 수 있다. 예에서, 복수의 광원들은 하나 이상의 적색 LED들, 하나 이상의 녹색 LED들, 하나 이상의 청색 LED들 및 투과성의 흑색 및 백색 LCD 패널을 포함하고, 그 중 제1 패널 세그먼트는 적색 LED에 의해 생성된 적색광에 의해 조명되고, 제2 패널 세그먼트는 녹색 LED에 의해 생성된 녹색광에 의해 조명되고, 제3 패널 세그먼트는 청색 LED에 의해 생성된 청색광에 의해 조명된다. 제1 패널 세그먼트는 제1의 적색 투영 이미지로 이미징되고, 제2 패널 세그먼트는 제2의 녹색 투영 이미지로 이미징되고, 제3 패널 세그먼트는 제3의 청색 투영 이미지로 이미징된다. 적색, 녹색 및 청색 투영 이미지들은 오버랩하고, 따라서 풀컬러 조명 이미지를 구성한다. 다른 색 조합들도 적용될 수 있다.

실시예에서, 멀티 빔 조명 시스템은 두께, 폭 및 높이를 갖고, 두께는 멀티 빔 조명 시스템의 폭 및 높이보다 작고, 바람직하게는 폭 및 높이의 50%보다 작다. 두께는 생성된 광의 하류 방향으로 정의된다. 폭 및 높이는 생성된 광의 하류 방향에 수직으로 정의된다. 두께는 시준 광학 소자들을 갖는 광원들의 치수들, 제1 거리, 및 제2 거리에 의해 대부분 결정될 수 있다. 제1 거리는 이미징 렌즈들의 초점거리들에 의해 대부분 결정될 수 있다. 폭 및 높이는 패널의 치수들에 의해 대부분 결정될 수 있다. 멀티 빔 조명 시스템은 유리하게는 예를 들면 LCD 비디오 프로젝터에 비하여 비교적 작은 두께를 가질 수 있다: 패널 평면에서 나란히 배열된 복수의 각각의 패널 세그먼트들을 이미징하기 위해 이미징 렌즈 평면에 나란히 배열된 다수의 이미징 렌즈들의 사용은 특히 완전한 패널을 이미징하기 위해 단일 이미징 렌즈가 사용되는 시스템들에 비하여 훨씬 더 얇은 시스템을 허용할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 두께는 8 cm보다 작고, 바람직하게는 5 cm보다 작은 데 반하여, 폭 및 높이는 양쪽 모두 10 cm보다 크고, 바람직하게는 20 cm보다 크다.

실시예에서, 멀티 빔 조명 시스템은:

투영 이미지들의 색 및/또는 휘도를 제어하기 위해 광원들로부터 생성된 광 빔의 색 및/또는 휘도; 및/또는

예를 들면, 투영 이미지들의 형상 및 위치를 제어하기 위해 패널 세그먼트들 상에 제공된 세그먼트 패턴들; 및/또는

투영 이미지의 선명함을 조정하기 위해 및/또는 미리 정해진 투영 거리를 정의하기 위해 제1 거리; 및/또는

투영 이미지의 사이즈를 조정하기 위해 제2 거리; 및/또는

투영된 이미지들의 오버랩을 조정하기 위해 세그먼트 패턴들 사이의 피치들, 조명 렌즈들 사이의 피치들, 및/또는 이미징 렌즈들 사이의 피치들; 및/또는

투영된 이미지들의 방향을 정의하고 및/또는 변경하기 위해 이미징 렌즈들에 관하여 및/또는 조명 렌즈들에 관하여 패널의 및/또는 패널 상의 세그먼트 패턴들의 옆으로의 병진(lateral translation)

을 제어하도록 배열된 시스템 컨트롤러를 더 포함한다.

이것은 사용자에 의한 멀티 빔 조명 시스템의 쉬운 사용을 용이하게 할 수 있는데, 특히 그것이 융통성 있고 휘발성의 조명 시스템으로서 사용될 때 그러하다. 이것은 투영 이미지의 품질을 더 개선할 수 있다. 색은, 예를 들면, 일시(the time of the day)에, 또는 사람의 존재에 따라서 변경될 수 있다. 색 및/또는 휘도는 예를 들면 센서 신호, 일 및/또는 일시, 또는 사용자의 입력에 따라서 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다. 사용자의 입력은 예를 들면 사용자에 의해 조작되는 원격 제어 유닛으로부터 제공될 수 있고, 원격 제어 유닛은 원격 제어 유닛으로의 사용자의 입력에 따라서 컨트롤러에 제어 신호들을 제공하도록 배열된다. 사용자의 입력은 미리 정해진 복수의 미리 정해진 설정들로부터의 선택으로서, 또는 자유로이 프로그램 가능한 설정으로서 제공될 수 있고, 사용자의 입력은 예를 들면 광원들 및/또는 세그먼트 패턴들에 대하여 사용자에 의해 제공된 복수의 설정들로부터 컴파일된다.

또 다른 실시예에서, 멀티 빔 조명 시스템은 카메라를 더 포함하고,

카메라는 멀티 빔 조명 시스템을 이용하여, 조명된, 또는 조명되도록 의도된 물체의 카메라 이미지를 캡처하고, 카메라 이미지를 분석하는 것에 의해 이미지 검출 결과를 결정하도록 배열되고;

시스템 컨트롤러는 이미지 검출 결과에 따라서 투영 이미지들을 정의하도록 배열된다.

이미지 검출 결과를 결정하는 것은 예를 들면 벽 위의 그림과 같은, 물체의 존재 및/또는 위치 및/또는 치수들을 인지하는 것을 포함할 수 있다. 투영 이미지들을 정의하는 것은 그 후 예를 들면 물체를 조명하고 및/또는 물체 주위에 조명 패턴을 투영하기 위해, 예를 들면 패널 상의 세그먼트 패턴들을 정의하고 투영 빔들을 물체 쪽으로 지향하는 것에 대응할 수 있다. 투영 이미지들의 위치 및/또는 사이즈는 그 후 물체의 위치 및/또는 멀티 빔 조명 시스템의 위치가 변경될 때, 사용자가 개입할 필요 없이, 자동으로 조정될 수 있다. 대안적으로, 시스템 컨트롤러는 사용자에게 복수의 조명 제안들을 제공하도록 배열될 수 있고, 조명 제안들로부터 사용자에 의해 행해지는 선택을 받아들이고 선택에 따라서 투영 이미지들을 정의하기 위해 각각의 조명 제안은 특정한 조명 이미지에 대응한다.

또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 바람직하게는 복수의 투영 이미지들을 투영 표면 상에 투영하는 것에 의해, 저해상도 패턴들을 주변 조명으로서 투영하기 위해, 위에 설명된 실시예들 중 어느 하나에 따른 멀티 빔 조명 시스템의 사용을 제공한다.

사용은 주변 조명 조건(들)을 정의하고 및/또는 변경하는 편리한 방법을 제공한다. 주변 조명은 방의 분위기(ambience)를, 또는 방 내의 특정한 물체들을 나타낼 수 있다.

또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 복수의 투영 이미지들을 물체에 제공하는 조명 방법을 제공하고, 방법은,

옵션의 시준 광학 소자들을 갖는 복수의 광원들을 이용하여 복수의 광 빔들을 생성하는 단계;

패널의 대응하는 패널 세그먼트들 - 패널 세그먼트들은 패널 평면에 배열되어 있음 - 상에 복수의 세그먼트 패턴들을 제공하는 단계;

복수의 광 빔들을 이용하여 복수의 패널 세그먼트들을 조명하는 단계;

패널의 하류에 패널 평면으로부터 제1 거리에 패널에 평행으로 배열된, 이미징 렌즈 평면 내에 대응하는 복수의 이미징 렌즈들을 포함하는 이미징 렌즈 어레이를 이용하여, 복수의 세그먼트 패턴들을 대응하는 복수의 투영 이미지들로 이미징하는 단계 - 복수의 투영 이미지들은 조명 이미지를 형성하기 위해 이미징 렌즈 평면으로부터 미리 정해진 이미지 거리에서 오버랩함 -; 및

조명 이미지를 물체에 제공하는 단계를 포함한다.

상기 목적은 유리하게는 복수의 투영 이미지들로 달성될 수 있다. 복수의 투영 이미지들은 따라서, 복수의 패널 포함 세그먼트 패턴들로부터의 투영 이미지들로 구성된 조명 패턴을 포함할 수 있는, 조명 이미지를 형성할 수 있다. 조명 패턴을 갖는 조명 이미지는 예를 들면 물체에 투영될 수 있는데, 예를 들면 물체가 방의 벽 또는 천장과 같은 투영 표면일 때, 또는 예를 들면 물체가 가게에 진열된 제품과 같은 물리적 물품일 때 물체에 투영될 수 있다. 조명 패턴은 예를 들면 물체 주위에 제공될 수 있는데, 예를 들면 물체가 벽 위의 그림일 때 물체 주위에 제공될 수 있고, 조명 패턴은 그림 주위에 투영된 컬러 헤일로(colored halo)에 대응할 수 있다.

방법의 실시예에서, 복수의 광 빔들을 이용하여 복수의 패널 세그먼트들을 조명하는 단계는,

조명 렌즈 평면에 복수의 조명 렌즈들을 포함하는 조명 렌즈 어레이를 이용하여 광 빔들로부터의 대응하는 복수의 조명 빔들을 생성하는 단계 - 조명 렌즈 어레이는 옵션의 시준 광학 소자들을 갖는 광원들의 하류 및 패널의 상류에, 패널 평면으로부터 제2 거리에 패널 평면에 평행으로 배열됨 -; 및

복수의 조명 빔들로 복수의 패널 세그먼트들을 조명하는 단계 - 각각의 조명 빔은 복수의 패널 세그먼트들 중 대응하는 패널 세그먼트를 조명함 - 를 포함한다.

위에 설명된 바와 같이, 이것은 유리하게는 이웃하는 세그먼트들 사이의 크로스토크를 감소시킬 수 있다. 또한 조명 빔들은 유리하게는 패널 세그먼트들의 어느 부분이 효과적으로 이미징되는지를 정의할 수 있는데, 이는 조명된 부분들은 효과적으로 이미징되는 반면 조명되지 않는 어두운 부분들은 효과적으로 이미징되지 않기 때문이다.

상기 방법의 실시예에서, 적어도 둘 이상의 세그먼트 패턴들이 실질적으로 같다. 또 다른 실시예에서, 모든 세그먼트 패턴들이 실질적으로 같다. 상기 방법은 따라서 적당한 휘도의 다수의 실질적으로 같은 투영 이미지들을 오버레이하는 것에 의해 고휘도 조명 이미지를 제공할 수 있다.

다른 양태에 따르면, 본 발명은 위에 설명된 실시예들 중 어느 하나에 따른 멀티 빔 조명 시스템을 이용한 조명 방법을 제공한다. 상기 방법은 조명에서 투영 이미지를 정의하고 및/또는 변경하는 편리한 방법을 제공할 수 있다.

또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 위에 설명된 실시예들 중 어느 하나에 따른 멀티 빔 조명 시스템과 함께 사용되는 패널을 제공하고, 패널은, 적어도 멀티 빔 조명 시스템의 사용 동안에, 대응하는 패널 세그먼트들 상에 복수의 세그먼트 패턴들을 포함하도록 배열된 복수의 패널 세그먼트들을 포함한다. 실시예에서, 복수의 패널 세그먼트들은 적어도 4개, 바람직하게는 적어도 6개, 더 바람직하게는 적어도 8개, 한층 더 바람직하게는 적어도 12개, 또 한층 더 바람직하게는 적어도 20개, 또 더 바람직하게는 적어도 30개, 한층 더 바람직하게는 적어도 100개이다.

실시예에서, 패널은 적어도 7 인치(또는 17.8 cm), 바람직하게는 적어도 15 인치(또는 38 cm)의 패널 대각선을 갖는 패널이다.

실시예에서, 패널은 바람직하게는 동적인 세그먼트 패턴들을 갖는 패널 세그먼트들을 제공하도록 배열되는, 전자적으로 작동되는 디스플레이 패널, 바람직하게는 LCD 패널, 한층 더 바람직하게는 그레이-스케일 LCD 패널을 포함한다.

또 다른 실시예에서, 전자적으로 작동되는 패널은 세그먼트 패턴을 관련된 패널 세그먼트에 관하여 변위시키도록 배열된다.

대안적인 실시예에서, 패널은 바람직하게는 슬라이드 및 관통된 GOBO 플레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 정적인 장치를 포함한다. 본 발명에 따른 패널의 이점들 및 패널의 실시예들은 설명으로부터 명백할 것이다.

이 문서를 통틀어, "청색광" 또는 "청색 방사"라는 용어들은 특히 약 410-490 nm의 범위의 파장을 갖는 광을 가리킨다. "녹색광"이라는 용어는 특히 약 500-570 nm의 범위의 파장을 갖는 광을 가리킨다. "적색광"이라는 용어는 특히 약 590-680 nm의 범위의 파장을 갖는 광을 가리킨다. "황색광"이라는 용어는 특히 약 560-590 nm의 범위의 파장을 갖는 광을 가리킨다. 여기서 "광"이라는 용어는 특히 가시광, 즉 약 380-780 nm의 범위로부터 선택된 파장을 갖는 광을 가리킨다.

다르게 지시되지 않는 한, 적용 가능하고 기술적으로 실행할 수 있는 경우에, 다수의 요소들로 "이루어진 그룹으로부터 선택된"이라는 어구는 또한 열거된 요소들 중 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다.

"아래에", "위에", "상부", 및 "하부"와 같은 용어들은 멀티 빔 조명 시스템이 실질적으로 수평 표면 상에 실질적으로 평평하게 배열되고 조명 시스템 하부면이 실질적으로 수평 표면에 실질적으로 평행이고 천장으로부터 떨어져 방 안으로 향할 때 얻어질 항목들의 위치들 또는 배열들을 가리킨다. 그러나, 이것은 벽에 기대어, 또는 다른, 예를 들면 수직 배열들과 같은 다른 배열들에서 멀티 빔 조명 시스템의 사용을 배제하지 않는다.

이제 본 발명의 실시예들이, 대응하는 참조 기호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략도들을 참조하여, 예로서만 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티 빔 조명 시스템의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 실시예에 따른, 패널 상의 패널 세그먼트들의 배열을 개략적으로 보여준다.
도 3은 도 2의 배열로부터 생기는 조명 이미지를 개략적으로 보여준다.
도 4는 본 발명에 따른, 멀티 빔 조명 시스템, 및 그것의 치수들의 예시적인 실시예를 개략적으로 보여준다.
도 5a ― 도 5c는 본 발명에 따른 멀티 빔 조명 시스템에서 사용되는 패널들의 예시적인 실시예들을 개략적으로 보여준다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 투영 빔들의 방향이 어떻게 변경될 수 있는지를 개략적으로 보여준다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예들에 따른 조정들을 예시한다.
도 8은 본 발명에 따른 멀티 빔 조명 시스템의 실시예를 보여준다.
도 9는 본 발명에 따른 멀티 빔 조명 시스템에서 사용되는 이미징 렌즈 어레이(40)를 보여준다.
도 10, 도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예들에 따른 사용들을 보여준다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티 빔 조명 시스템(1)의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 멀티 빔 조명 시스템(1)은 투영 표면(60)으로부터 투영 거리 Lp에 배열된다. 투영 거리 Lp는 "이미지 거리"라고도 칭해질 수 있다. 멀티 빔 조명 시스템(1)은 시준 광학 소자들(12)을 갖는 광원들(11)의 어레이(10)를 갖는다. 더 구체적으로, 도 1에 도시된 실시예는 시준 광학 소자들(12)을 갖는 LED 광원들(11)의 LED 어레이(10)를 갖는다. 대안적인 실시예들은, 예를 들면 백열 램프들, 방전 램프들 또는 레이저들과 같은, 대안적인 유형의 광원들을 사용할 수 있다. 그러나, 아래 설명에서, 우리는 설명을 모호하게 하지 않기 위하여 LED 광원들 및 LED 광 빔들을 나타낼 것이다. 시준 광학 소자들(12)은 시준기 렌즈들 및/또는 미러들을 포함한다. 시준 광학 소자들(12)은 대안적인 실시예들에서 없을 수 있고, 따라서 옵션의 시준 광학 소자들(12)이라고 칭해질 것이다. 동작 중에, LED 어레이(10)는 실질적으로 같은 개방 각도들을 갖는 복수의 LED 광 빔들(13)을 생성하고, 그 광 빔들은 패널(30)의 패널 세그먼트들(32)의 적어도 부분들을 조명하도록 지향된다. 패널 세그먼트들(32)은 평면(35)에 배열되고, 이 평면은 또한 패널 평면(35)이라고 칭해질 것이다. 도시된 예에서, 패널 세그먼트들(32)은 피치 P로 간격을 둔다. 패널(30)은 투과성 패널로서 도시되어 있지만, 대안적인 실시예에서, 패널(30)은 반사성 패널일 수 있고 그 반사성 패널에 또는 그 반사성 패널로부터 떨어져 광을 적당히 지향하기 위해 관련된 추가 광학 소자들이 제공될 수 있다.

도 1에 도시된 멀티 빔 조명 시스템(1)은 또한 (조명 렌즈 어레이(20)의 상류에 있는) LED 어레이(10)와 (조명 렌즈 어레이(20)의 하류에 있는) 패널(30) 사이에 조명 렌즈들(22)의 조명 렌즈 어레이(20)를 갖는다. 조명 렌즈들(22)은 평면(25)에 배열되고, 이 평면은 또한 조명 렌즈 평면(25)이라고 칭해질 것이다. 조명 렌즈 어레이(20)는 바람직하게는 시준 광학 소자들(12)을 이용하여 실질적으로 평행의 LED 광 빔(13)으로 조명된다. 조명 렌즈들(22)은 LED 광 빔들을 복수의 세그먼트들(32)을 조명하기 위한, 따라서 투영 표면(60) 상에 효과적으로 이미징되는 복수의 세그먼트들(32)의 부분들을 정의하기 위한 복수의 조명 빔들(23)로 형상화하도록 배열된다. 대안적인 실시예에서, 조명 렌즈 어레이(20)는 없고, 복수의 세그먼트들(32)의 조명은 시준 광학 소자들(12)을 갖는 LED 광원들(11)에 의해 생성된 복수의 LED 광 빔들(13)에 의해 직접 제공된다.

멀티 빔 조명 시스템(1)은 또한 이미징 렌즈들(42)의 이미징 렌즈 어레이(40)를 갖는다. 이미징 렌즈들(42)은 평면(45)에 배열되고, 이 평면은 또한 이미징 렌즈 평면(45)이라고 칭해질 것이다. 도 1에서 중간 이미징 렌즈(42) 및 중간 패널 세그먼트(32)에 대하여 도시된 바와 같이, 투영 표면(60) 상에 패널 세그먼트(32) 상의 세그먼트 패턴(34)의 투영 이미지(52)를 형성하기 위해, 이미징 렌즈들(42)은 복수의 패널 세그먼트들(32) 중 대응하는 패널 세그먼트(32)를 대응하는 투영 빔(50)으로 이미징하도록 배열된다. 따라서 "멀티 빔 조명 시스템"이라는 용어는 복수의 세그먼트 패턴들(34)을 이미징하는 것으로부터 미리 정해진 거리 Lp에서 복수의 오버랩하는 투영 이미지들(52)을 생성하고, 따라서 조명 이미지(53)를 구성하는, 복수의 이미징 렌즈들(42)을 이용하여 형성되는 복수의 투영 빔들(50)을 나타낸다. 투영 이미지(52)의 사이즈는 도 1에서 S로 표시되어 있다. S는, 도 1에 표시된 바와 같이, 전체 패널 세그먼트(32)가 이미징되도록, 조명 렌즈 어레이(20)에 매우 가까이 패널(30)이 위치할 때 투영 이미지(52)의 사이즈에 대응한다는 것에 유의한다. 조명 렌즈 어레이(20)로부터 거리 d2에 패널(30)이 위치할 때, 패널 세그먼트들(32)은 부분적으로만 조명될 수 있다는 것을 이해할 것이다: 조명된 부분의 투영에 대응하는, 투영 이미지(52)의 유효 사이즈는 S에 의하여 표시될 것이다. 멀티 빔 조명 시스템(1)은 투영 이미지들(52)을 (투영 렌즈 어레이 평면(45)으로부터 계산되는) 미리 정해진 거리 Lp에서 오버랩하게 하도록 배열되지만, 투영 빔들(50)이 투영 이미지들(52)을 형성하기 위해 투영 표면(60) 상에 투영되는 실제 거리는 이 미리 정해진 거리 Lp와 다를 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한 이 텍스트에서는, 참조 기호 Lp로 실제 거리가 참조될 것이고, 미리 정해진 거리 및/또는 실제 거리는 이것이 관련되는 경우에만 특히 참조될 것이다. 또한 미리 정해진 거리 Lp는 하나의 특정한 미리 정해진 거리일 필요가 없으며, 대안적으로 미리 정해진 거리 범위에 대응할 수 있다는 것을 알 것이다. 미리 정해진 범위는 바람직하게는 사용자들이 사용할 것으로 기대되는 실제 투영 거리들의 범위에 대응한다.

다양한 실시예들이 가능하다: 각각의 LED(11)는 단일 조명 렌즈(22)와 관련될 수 있지만, 이것은 반드시 그런 것은 아니다. 주어진 LED(11)로부터의 광을 다수의 조명 렌즈들(22)에 걸쳐서 분포시키거나, 다수의 LED들(11)로부터의 광을 하나의 조명 렌즈(22)에 의하여 모으는 것도 가능하다. 또한, 조명 렌즈 어레이(20)의 균일한 조명을 위해 노력하는 것이 유리할 수 있지만, 이것은 필요 조건은 아니다.

투영 이미지들(52)은 투영 표면(60) 상에 서로의 위에 투영되고, 따라서 모든 투영 이미지들(52)로부터, 또는 복수의 투영 이미지들(52)의 적어도 일부로부터 조명 이미지(53)를 형성한다. 따라서, 서로 다른 색의 광에 의해 조명되는, 패널(30)의 패널 세그먼트들(32) 상의 상이한 세그먼트 패턴들(34)을 이용하여 다수의 색들의 조명 이미지가 생성될 수 있다. 따라서 조명 이미지는, 대응하는 투영 이미지들(52)의 부분인, 패널 세그먼트들(32) 상의 대응하는 세그먼트 패턴들(34)의 복수의 이미지들로 이루어진, 조명 패턴을 포함할 수 있다.

도 1에서, 이미징 어레이(40)와 패널(30) 사이의 거리는 거리 d1으로 표시되고, 조명 어레이(20)와 패널(30) 사이의 거리는 거리 d2로 표시되고, 조명 어레이(20)와 이미징 어레이(40) 사이의 거리는 Ls = d1 + d2에 대응하는 거리 Ls로 표시된다.

옵션의 시준 광학 소자들(12)을 갖는 복수의 LED 광원들(11)은 평면(15)에 나란히 배열될 수 있고, 이 평면은 또한 광원 평면(15)이라고 칭해질 수 있다. 복수의 LED 광원들(11)은 예를 들면 LED 광원들의 정사각형 또는 직사각형 I × J 행렬 또는 육각형 I × J 행렬과 같은 제1 격자 배열로 배열될 수 있다.

복수의 조명 렌즈들(22)은 제2 평면(25)에서 나란히 배열될 수 있고, 이 제2 평면은 또한, 조명 렌즈들의 K × L 행렬과 같은 제2 격자 배열에서, 조명 렌즈 평면이라고 칭해질 수 있다. K 및 L은 각각 I 및 J와 같을 수 있고, K × L 행렬은 I × J 행렬에 관하여 정렬된다: 그 후 각각의 조명 렌즈(42)는 하나의 LED 광원(11)과 관련된다. K 및/또는 L은 각각 I 및/또는 J보다 클 수 있고, K × L 행렬은 I × J 행렬에 관하여 정렬된다: 그 후 하나의 LED 광원(11)의 광은 다수의 조명 렌즈들(22)에 걸쳐서 분포될 수 있다.

복수의 패널 세그먼트들(32)은 제3 평면(35)에서 나란히 배열되고, 이 제3 평면은 패널 세그먼트들(32)의 정사각형, 직사각형 또는 육각형 격자, 예를 들면 N × M 행렬과 같은 제3 격자 배열에서, 패널 평면이라고 칭해질 수 있다. 복수의 패널 세그먼트들(32)은 예를 들면 단일 패널의 상이한 부분들에 대응할 수 있다. N은 바람직하게는 적어도 2이고 M은 바람직하게는 적어도 2이다. 이 행렬 배열에서 N × M의 곱(product)에 대응하는 복수의 패널 세그먼트들은 바람직하게는 적어도 4개이고, 더 바람직하게는 적어도 6개이고, 한층 더 바람직하게는 적어도 8개이고, 또 더 바람직하게는 적어도 12개이고, 한층 더 바람직하게는 적어도 30개이고, 또 더 바람직하게는 적어도 100개이다. 복수의 패널 세그먼트들은 바람직하게는 단일 패널, 예를 들면 단일 LCD 패널의 부분들이다. 단일 패널은 예를 들면 적어도 5 인치, 즉 대략 12.5 cm, 바람직하게는 적어도 12 인치, 즉 대략 30 cm의 패널 대각선을 갖는 패널일 수 있다. N 및 M은 K 및 L과 동일한 것이 바람직하다.

복수의 이미징 렌즈들(42)은 제4 평면(45)에서 나란히 배열되고, 이 제4 평면은 예를 들면 각각의 이미징 렌즈가 대응하는 패널 세그먼트(32)의 투영 이미지(52)를 투영하도록 배열되도록, 패널 세그먼트들(32)의 N × M 행렬과 정렬된 이미징 렌즈들(42)의 N × M 행렬과 같은 제4 격자 배열에서 이미징 렌즈 평면이라고 칭해질 수 있다.

제1 평면, 제2 평면, 제3 평면, 및 제4 평면은 모두 서로에 평행일 수 있다. I, K, 및 N은 같을 수 있고 J, L 및 M은 같을 수 있다. 멀티 빔 조명 시스템(1)은 그 후 복수의 미니-프로젝터들을 형성하고, 각각의 미니-프로젝터는 복수의 (적어도 부분적으로 오버랩하는) 투영 이미지들(52)을 형성하기 위해 옵션의 시준 광학 소자들(12)을 갖는 하나의 LED(11), 바람직하게는 하나의 조명 렌즈(22), 하나의 패널 세그먼트(32) 및 하나의 이미징 렌즈(42)를 포함한다. 실시예에서, 그러한 멀티 빔 조명 시스템(1)은 옵션의 시준 광학 소자들(12)을 갖는 LED(11), 바람직하게는 하나의 조명 렌즈(22), 하나의 패널 세그먼트(32) 및 하나의 이미징 렌즈(42)를 포함하는 또 하나의 미니-프로젝터를 수용하도록 배열될 수 있다. 이것은 특히 멀티 빔 조명 시스템(1)의 루멘 출력의 총량을 증가시키기 위해, 멀티 빔 조명 시스템(1)을 용이하게 확장하는 것을 가능하게 한다.

도 2는 실시예에 따른 패널(30) 상의 패널 세그먼트들(34)의 배열을 보여준다. 도 2의 배열에서, 패널(30)은 복수의 6개의 패널 세그먼트들(32)로 나누어진다. 복수의 6개의 패널 세그먼트들(32)은 열 피치(column pitch) Px 및 행 피치(row pitch) Py로 N = 3개의 열 및 M = 2개의 행의 직사각형 N × M 행렬 배열로 제공된다. 6개의 패널 세그먼트들(32)의 각각의 위에 세그먼트 패턴들(34)이 개략적으로 그려져 있다. 세그먼트 패턴들(34)은 개별적으로 34-1, 34-2, ..., 34-6으로 표시된다. 원들(14)은 패널(30)과 교차할 때 조명 빔들(13 또는 23)의 단면을 나타낸다. 모든 세그먼트 패턴들(34)은 같을 수 있고, 6개의 오버레이하는, 실질적으로 같은, 투영 이미지들로 구성되고, 따라서 단일 LED를 갖는 프로젝터로부터 생성될 투영 이미지들에 비하여 상대적으로 높은 휘도를 갖는 조명 이미지로 귀결된다. 세그먼트 패턴들(34)은 대안적으로 특히 상이한 색의 조명 빔들로 적어도 2개의 상이한 패널 세그먼트들(32)이 조명될 때 상이할 수 있고, 상이한 색의 6개의 오버레이하는 투영 이미지들로 구성된 조명 이미지로 귀결되고, 따라서 풀컬러 조명 이미지를 형성한다.

도 3은 도 2의 배열로부터 생기는 6개의 투영 이미지들(52)로 구성된 조명 이미지(53)를 보여준다. 6개의 투영 이미지들(52)은 개별적으로 52-1, 52-2, ..., 52-6으로 표시되고, 각각 세그먼트 패턴들(34-1, 34-2, ..., 34-6)과 관련된 투영 이미지들에 대응한다. 이미징 렌즈들(42) 사이의 수평 및 수직 피치들이 각각 패널 세그먼트들(32)의 열 피치 Px 및 행 피치 Py와 동일하고, 세그먼트 패턴들(34)이 각각 대응하는 패널 세그먼트들(32)에 관하여 동등하게 배치될 때, 6개의 투영 이미지들(52)은, 열 피치 Px에 대응하는 오프셋 Ox, 및 행 피치 Py에 대응하는 오프셋 Oy로 오버랩할 것이다. 원거리(far field)에서, 이들 오프셋들은 투영 이미지의 사이즈 S에 비하여 충분히 작을 수 있고 그러한 오프셋들의 존재는 허용할 만할 수 있다.

예를 들면 각각의 패널 세그먼트들(32) 상에서 개별 세그먼트 패턴들(34)을 이동시키는 것에 의해, 또는 예를 들면 패널(30)에 관하여 이미징 렌즈 어레이(40)를 이동시키는 것에 의해 개별 투영 빔들을 제어하는 것에 의해 오버랩이 개선될 수 있다. 즉, 오프셋들이 감소될 수 있다.

오프셋은 예를 들면 글로벌 렌즈 액션(global lens action)으로 이미징 렌즈들(42)을 포함하는 이미징 렌즈 어레이(40)를 제공하는 것에 의해, 즉, 각각의 투영 빔들(50)이 글로벌 초점 위치에 수렴하도록 이미징 렌즈들(42)을 배열하는 것에 의해 정적으로 보정될 수 있다.

오프셋은 예를 들면 패널 세그먼트들(32) 사이의 피치보다 약간 더 작은 피치로 이미징 렌즈들(42)을 이용하는 것에 의해 정적으로 보정될 수 있다.

패널(30)이 LCD 패널과 같은 전자적으로 동작 가능한 패널일 때, 오프셋은 예를 들면 패널(30) 상에서 개별 세그먼트 패턴들(34)을 약간 병진하는 것에 의해 전자적으로 보정될 수 있다. d가 이미징 렌즈들(42) 사이의 피치를 나타내고, Lp/dl이 이미징 렌즈들(42)이 패널(30)에 초점이 맞추어질 때 이미지 확대율(image magnification factor)에 대응할 때, 오프셋을 실질적으로 제거하기 위해 세그먼트 패턴들(34) 사이의 피치는 약 d + (d1/Lp)*d이도록 선택될 수 있다. 대안적으로, d가 이미징 렌즈들(42) 사이의 피치를 나타내고, Lp/Ls가 이미징 렌즈들(42)이 대안적으로 조명 렌즈들(22)에 초점이 맞추어질 때 이미지 확대율에 대응할 때, 오프셋을 실질적으로 제거하기 위해 세그먼트 패턴들(34) 사이의 피치는 약 d + (Ls/Lp)*d이도록 선택될 수 있다. 따라서 세그먼트 패턴들(34) 사이의 피치는 예를 들면 이미징 렌즈들(42) 사이의 피치보다 몇 퍼센트 더 커야 한다. 그 이점은 예를 들면 이미징 렌즈 어레이(40)의 이미징 렌즈들(42)의 글로벌 렌즈 액션 또는 피치를 변경하는 대신에, 패널(30) 상에서 세그먼트 패턴들(34) 사이의 피치를 변경하는 것에 의해 패널(30)에서 가변적인 투영 거리 Lp가 전자적으로 설명될 수 있다는 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 멀티 빔 조명 시스템(1)의 예시적인 실시예를 개략적으로 보여준다.

LED 어레이(10), 조명 렌즈 어레이(20), 패널(30) 및 이미징 렌즈 어레이(40)는 폭 Ws, 깊이 Ds 및 높이 Hs를 갖는 부피 내에 실질적으로 평행인 평면들(15, 25, 35, 45; 도 1 참조)에 배열된다. 사용 중에, 투영 빔들(50)은 바람직하게는 이미징 렌즈 어레이(40)의 평면의 법선에 관하여 45°보다 작은 각도로, 전형적으로 이미징 렌즈 어레이(40)의 평면(45)의 법선에 관하여 실질적으로 0°의 공칭 각도(nominal angle)로, 또는 법선에 관하여 각도

로(도 6 참조) 멀티 빔 조명 시스템(1)에서 나간다. 깊이 Ds는 폭 Ws보다 작고 높이 Hs보다 작다.

제1 예에서, 멀티 빔 조명 시스템(1)은

= arctan(S/2L) = 7°의 개방 각도를 갖는 LED 광 빔을 전달하는 시준 광학 소자들(12)을 갖는 LED들(11)을 이용하여, 거리 Lp = 2 m에서 대략 S = 50 cm 직경의 조명 이미지를 투영하도록 배열된다. 7°시준기들(12) 및 1 mm × 1 mm LED 다이 사이즈를 갖는 LED들의 8 × 8 행렬 배열 내의 16개 LED들(11)을 이용하여 10 × 10 cm LCD 패널이 조명될 수 있다. 폭 Ws 및 높이 Hs는 LCD 패널의 사이즈에 대응하고 따라서 양쪽 모두 10 cm이다. 조명 렌즈들(22) 및 이미징 렌즈들(42)이 1 cm의 피치로 있고, 각각이 4 cm의 초점거리들을 갖고, 서로로부터 초점거리와 같은 거리 Ls에 배치될 때, 0.2 mm의 픽셀 피치로 약 50 × 50 픽셀들의 10 × 10 세그먼트 패턴들(34)이 투영될 수 있다. 이 광학 시스템의 총 깊이 Ds는 대략 3 cm인 시준기들(12)을 갖는 LED들(11)의 깊이, 및 4 cm인 거리 Ls의 합에 대하여 설명하고, 즉, 총 깊이 Ds는 대략 7 cm이다. 따라서 (7 cm의) 깊이 Ds는 폭 Ws 및 높이 Hs(각각 10 cm)보다 작다.

제2 예에서, 멀티 빔 조명 시스템(1)은 7 인치(또는 대략 17.8 cm)의 패널 직경, 4:3 애스팩트 비율 및 640 × 480 흑백 픽셀들의 상업상 입수 가능한 LCD 패널을 포함한다. 따라서 패널(30)은 14.2 cm의 폭 Ws 및 10.6 cm의 높이 Hs를 갖는다. 조명 렌즈들(22)뿐만 아니라 이미징 렌즈들(42)은 2.0 cm의 직경, 4.0 cm의 초점거리를 갖고 7 × 5 직사각형 어레이로 배열된다. 멀티 빔 조명 시스템(1)은 개방 각도

= 14°를 갖는 LED 광 빔들을 전달하는, 1 cm의 두께의 시준기 광학 소자들(12)을 갖는 150개 LED들(11)(50개 적색, 50개 녹색 및 50개 청색 LED들)을 더 갖는다. 150개 LED들은 밀접하게 패킹될 수 있는 작은 광원들이므로, 제1 예에서보다 더 작은 두께의 더 작은 시준기 광학 소자들(12)이 사용될 수 있다는 것에 유의할 수 있다. 2.0 m의 미리 정해진 이미지 거리 Lp에서 패널 세그먼트들(32) 상의 세그먼트 패턴들(34)을 이미징하기 위해, 패널(30)과 이미징 렌즈 어레이(40) 사이의 제1 거리 d1은 4.08 cm이다. 패널(30)과 조명 렌즈 어레이(20) 사이의 제2 거리 d2는 0.0 cm이다. 즉, 조명 렌즈 어레이(20)는 패널(30)과 직접 접촉하여 배치되고, 따라서 패널 세그먼트들(34)은 조명 빔들(23)에 의해 실질적으로 완전히 조명된다. 따라서 총 깊이 Ds는 대략 5 cm이고, 이것은 폭 Ws의 대략 35%이고 높이 Hs의 대략 47%이다. 이 제2 예의 멀티 빔 조명 시스템(2)은 패널(30) 상의 0.22 mm의 픽셀 피치의 약 90 × 90 픽셀들의 7 × 5 세그먼트 패턴들(34)을 2.0 m의 미리 정해진 이미지 거리에서 11 mm 피치로 90 × 90 이미지 픽셀들로 구성된 조명 이미지로 투영한다.

도 5a-도 5c는 본 발명에 따른 멀티 빔 조명 시스템(1)에서 사용되는 패널들(30)의 상이한 예시적인 실시예들을 개략적으로 보여준다.

도 5a는 LCD 패널과 같은, 전기적으로 제어 가능한 패널(300)을 포함하는 패널(30)을 보여준다. 패널(30)은, 패널(300) 상에 이미지를 디스플레이하기 위해, 패널(300)에 전기적으로 연결된, 컨트롤러(302)로부터 작동된다. 이미지는 대응하는 복수의 패널 세그먼트들(32) 상의 복수의 세그먼트 패턴들(34)에 대응할 수 있다. 컨트롤러(302)는 입력(304)을 통하여 제어 명령들 및/또는 이미지를 정의하는 데이터를 수신하도록 배열된다. 컨트롤러(302)는 옵션으로 인터페이스(305)를 통해 메모리(306)에 연결되어, 하나 이상의 미리 정의된 이미지를 정의하는 미리 저장된 데이터의 검색을 허용한다. 컨트롤러는 또한, 후속의 사용 동안에 하나 이상의 미리 로딩된 이미지들을 검색할 수 있기 위하여, 입력(304)을 통하여 수신된 데이터를 메모리(306)에 저장하도록 갖추어질 수 있다. 입력(304)은 카메라 이미지를 캡처하고 카메라 이미지를 분석하는 것으로부터 이미지 검출 결과를 결정하도록 배열된, 카메라(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 이미지 검출 결과는 입력(304)을 통해 컨트롤러(302)에 제공될 수 있고, 컨트롤러(302)는 예를 들면 이미지 검색 결과에 따라서 미리 로딩된 이미지들 중 하나를 검색할 수 있다.

도 5b는 이 예에서 기하학적 형상들(314)에 의해 정의된, 복수의 세그먼트 패턴들(34)을, 대응하는 복수의 패널 세그먼트들(32) 상에 지니는, 반투명의 슬라이드(310)를 포함하는 패널(30)을 보여준다. 반투명의 슬라이드(310)는 멀티 빔 조명 시스템(1)에서 제거 가능하고 삽입 가능할 수 있다. 사용자는 예를 들면 각각이 상이한 세그먼트 패턴들(34)을 갖는, 복수의 반투명의 슬라이드들(310)을 가질 수 있어, 그 사용자가 다수의 조명 이미지들 사이에 변경하도록 허용한다. 또한, 반투명의 슬라이드(310)는 또한 컨베이어 벨트 같은 일정한 루프의 형태로 배열되거나 배열 가능할 수 있다.

도 5c는 복수의 세그먼트 패턴들(34)을 대응하는 복수의 패널 세그먼트들(32) 상에 지니는, GOBO-플레이트(320)를 포함하는 패널(30)을 보여준다. 세그먼트 패턴들(34)은 GOBO 플레이트(320) 내의 구멍들(324)에 의해 정의된다. GOBO-플레이트(320)는 멀티 빔 조명 시스템(1)에서 제거 가능하고 삽입 가능할 수 있다. 사용자는 예를 들면 각각이 상이한 세그먼트 패턴들(34)을 갖는, 복수의 GOBO-플레이트들(320)을 가질 수 있어, 그 사용자가 상이한 조명 패턴들을 갖는 다수의 조명 이미지들 사이에 변경하도록 허용한다. 옵션으로, GOBO-플레이트(320)는, 반사성 시스템에서 사용하기 위해, 반사성일 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 투영 빔들(50)의 방향이 어떻게 변경될 수 있는지를 개략적으로 보여준다.

도 6의 실선들은 도 1에 도시된 배열 및 상황에 대응하고, 이미징 렌즈 어레이(40)는 패널(30)에 관하여 제1 위치에 이미징 렌즈들(42)을 갖고, 투영 빔(50) 및 투영 이미지(52)를 제공한다. 투영 빔(50)은 이미징 렌즈 평면(45)에 수직으로, 즉, 이미징 렌즈 평면(45)의 법선에 관하여 0°의 각도로 멀티 빔 조명 시스템에서 나간다. 이미징 렌즈 어레이(40)는 또한 쇄선들(43)로 도시되어 있고, 거리 Δ에 걸쳐서 변위되는 이미징 렌즈 어레이(40)에 대응한다. 쇄선들로 도시된 투영 빔(51) 및 투영 이미지(55)는 이미징 렌즈 어레이(40)가 거리 Δ에 걸쳐서 변위되는 투영에 대응한다: 투영 빔(51)은 이미징 렌즈 평면의 법선에 관하여 각도

이고, 투영 이미지(55)는 투영 이미지(52)에 관하여 거리 Δp에 걸쳐서 이동된다.

따라서 투영 빔(50, 51)의 방향 및 투영 표면(60)에서의 투영 이미지(52, 55)의 대응하는 위치는 패널(30)에 평행인 평면에서 패널(30) 상의 세그먼트 패턴들(34)에 관하여 이미징 렌즈 어레이(40)를 변위시키는 것에 의해 변경될 수 있다.

대안적으로, 또는 부가적으로, 투영 빔들의 방향을 변경하기 위해, 세그먼트 패턴들(34)은 패널(30) 상에서 이미징 렌즈 어레이(40)에 관하여 변위될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 7a 및 도 7b는, 실시예에서, 거리 d1 및/또는 d2가 변경될 수 있는 것을 예시한다. 도 7a 및 도 7b는 조명 렌즈 어레이(20)에 입사하는 LED 광 빔(13)을 보여주고, 따라서 패널(30) 상의 패널 세그먼트의 부분(도 7a의 33a 및 도 7b의 33b)을 조명하기 위해 대응하는 조명 빔(23)을 생성한다. 그 후 조명된 부분(33a, 33b)은, 이미징 렌즈 어레이(40)의 이미징 렌즈(42)를 이용하여, 투영 빔(5) 내에 이미징된다. 예시적인 실시예에서, 거리들 d1, d2, Ls 및 Lp(도 1 참조)는, 이미징 렌즈 어레이(40)를 이용하여, 투영 표면(60) 상에 조명 렌즈 어레이(20)를 이미징하도록 선택된다. 따라서 패널(30)은 투영 표면(60) 내에 선명하게 이미징되지 않는다: 이것은 세그먼트 패턴(34)의 투영 이미지(52)는 약간 흐릿한 방식으로 투영되고(이것은 "포커스 정도(degree of focus)"라고 또는 "선명도(sharpness)"라고 칭해질 것이다), 이것은 투영 이미지(52)와 그것의 주위 사이에 매끄러운 전환을 제공한다.

포커스 정도는 예를 들면 패널(30)과 이미징 렌즈 어레이(40) 사이의 제1 거리 d1을 (예를 들면 도 7b에 도시된 d1'으로) 변경하는 것에 의해 조정될 수 있다. 실시예에서, 조명 렌즈 어레이(20)와 이미징 렌즈 어레이(40) 사이의 거리 Ls는 제1 거리 d2가 변경될 때 일정하게 유지된다. 원거리 이미징에 대하여, 제1 거리 d1은 이미징 렌즈들(42)의 초점거리에 대응한다.

마찬가지로, 패널(30)과 조명 렌즈 어레이(20) 사이의 제2 거리 d2를 변경하는 것(예를 들면, 도 7b에서와 같이 d2'까지)은 대응하는 조명 빔(23)에 의해 조명되는 세그먼트(32)의 부분의 사이즈, 따라서 투영 이미지(52)의 유효 사이즈를 변경하기 위해 이용될 수 있다. 조명 렌즈 어레이(20)와 이미징 렌즈 어레이(40) 사이의 거리 Ls는 또 다른 실시예에서 일정하게 유지될 수 있다. 만약 패널(30)이 조명 렌즈 어레이(20)에 가깝다면, 도 7a의 33a에 의하여 도시된 바와 같이, 비교적 큰 패널(30)의 영역이 조명된다. 그 경우, 투영 이미지(52)의 유효 사이즈는 이미징 렌즈들(42)의 확대율에 의해 결정된다. 그 유효 사이즈는 패널(30) 및 이미징 렌즈 어레이(40)를 조명 렌즈 어레이(20)로부터 떨어져 이동시키는 것에 의해 감소된다: 패널(30) 상의 조명 빔들(23)은, 그 거리가 조명 렌즈들(20)의 초점거리와 같을 때까지, 도 7b의 33b에 의하여 도시된 바와 같이, 패널(30) 상의 점점 더 작은 영역들을 조명한다. 그 경우, 이미징 렌즈들(42)은 투영 표면(60) 상에 점광원(point-source) 이미지들, 즉, 작은 투영 이미지(52)를 갖는 좁은 투영 빔(50)을 투영할 것이다. 이 극단적인 경우에, 유효 사이즈는, 조명 렌즈 어레이(20)를 조명하고 있는 LED 광 빔들(13)의 개방 각도를 정의하는, 시준기들(10)의 시준 각도에 의해 결정될 수 있다.

따라서, 패널(30)과 이미징 렌즈 어레이(40) 사이의 제1 거리 d1을 변경하는 것에 의해, 포커스 정도가 변경될 수 있고, 패널(30)과 조명 렌즈 어레이(20) 사이의 제2 거리 d2를 변경하는 것에 의해, 투영 이미지(52)의 유효 사이즈가 변경될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 조명 렌즈들(22) 및 이미징 렌즈들(42)은 같은 초점거리를 갖고 제1 거리 d1과 제2 거리 d2의 합계는 이미징 렌즈들(42)의 초점거리의 1.0배와 2.0배 사이에 있다.

실시예에서, 시스템(1)은 d1과 Lp 중 하나 이상, 바람직하게는 양쪽 모두를 제어하도록 배열된, 컨트롤러를 더 포함한다. 실시예에서, 시스템(1)은 d1과 d2 중 하나 이상, 바람직하게는 양쪽 모두를 제어하도록 배열된, 컨트롤러를 더 포함한다. 또 다른 실시예에서, 시스템(1)은 d1, d2, 및 Lp 중 하나 이상, 바람직하게는 모든 3개의 파라미터를 제어하도록 배열된, 컨트롤러를 더 포함한다.

도 8은 본 발명에 따른 멀티 빔 조명 시스템(1)의 실시예를 보여준다.

도 8에 도시된 멀티 빔 조명 시스템(1)은 도 1에 도시된 것과 다른데, 옵션의 시준기들(12)을 갖는 LED들(11)의 수, LED 광 빔들(13)의 수, 조명 렌즈들(22)의 수, 조명 빔들(23)의 수, 패널 세그먼트들(32)의 수, 이미징 렌즈들(42)의 수 및 투영 빔들(50)의 수가 동일하다. 특히, 옵션의 시준 광학 소자들(12)을 갖는 각각의 LED(11)는 하나의 조명 렌즈(22), 하나의 패널 세그먼트(32), 하나의 이미징 렌즈(42) 및 하나의 투영 빔(50)과 관련된다. 따라서 멀티 빔 조명 시스템(1)은 복수의 (적어도 부분적으로 오버랩하는) 투영 빔들(50)을 형성하기 위한 복수의 미니-프로젝터들로 구성되는 것으로 간주될 수 있고, 각각의 미니-프로젝터는 하나의 투영 빔(50)을 형성하기 위해 옵션의 시준 광학 소자들(12)을 갖는 하나의 LED(11), 하나의 조명 렌즈(22), 하나의 패널 세그먼트(32) 및 하나의 이미징 렌즈(42)를 포함한다.

실시예에서, 그러한 멀티 빔 조명 시스템(1)은 옵션의 시준 광학 소자들(12)을 갖는 또 하나의 LED(11), 또 하나의 조명 렌즈(22), 또 하나의 패널 세그먼트(32) 및 또 하나의 이미징 렌즈(42)를 포함하는 또 하나의 미니-프로젝터를 수용하도록 배열될 수 있다. 이것은 특히 멀티 빔 조명 시스템(1)의 루멘 출력의 총량을 증가시키기 위해, 멀티 빔 조명 시스템(1)의 용이한 확장을 가능하게 한다.

도 9는 본 발명에 따른 멀티 빔 조명 시스템(1)에서 사용되는 이미징 렌즈 어레이(40)를 보여준다.

이미징 렌즈 어레이(40)는 이미징 렌즈 평면이라고 칭해질 수 있는 평면에 직사각형 N × M 행렬로 배열된 복수의 이미징 렌즈들(42)을 포함하고, 이미지 렌즈 열 피치 dx 및 이미지 렌즈 행 피치 dy를 갖는다. 대안적인 실시예에서, 복수의 이미징 렌즈들(42)은 이미징 렌즈 평면에 육각형 N × M 행렬로 배열된다(패널 평면 내의 패널 세그먼트들 및 조명 렌즈 평면 내의 조명 렌즈들과 마찬가지로). 직사각형 행렬 대신에 육각형 행렬의 사용은 유리하게는 렌즈들 및 세그먼트들의 보다 밀접한 패킹, 및 따라서 개선된 영역 효율을 허용할 수 있다. 이 행렬 배열에서 N × M의 곱에 대응하는, 복수의 이미징 렌즈들(42)은 바람직하게는 적어도 4개이고, 더 바람직하게는 적어도 6개이고, 한층 더 바람직하게는 적어도 8개이고, 또 더 바람직하게는 적어도 12개이고, 한층 더 바람직하게는 적어도 30개이고, 또 더 바람직하게는 적어도 100개이다. 도 9에 도시된 예에서, N은 2이고 M은 3으로, 즉, N × M = 6이다. 이미징 렌즈들(42)은 구형 렌즈들일 수 있다. 실시예에서, dx 및 dy는 실질적으로 같고 일정하다. 대안적인 실시예에서, dx 및 dy는 이미징 렌즈 어레이(40)에 걸쳐서 변하고, dx 및 dy는, 글로벌 렌즈 액션을 제공하기 위해, 이미징 렌즈 어레이(40)의 에지들을 향하여 감소한다.

이미징 렌즈들(42)은 바람직하게는 얇은 렌즈들이다. 이미징 렌즈들(42)은 얇은 볼록 렌즈들일 수 있다. 이미징 렌즈들은 프레넬-타입 렌즈들일 수 있다. 복수의 이미징 렌즈들(42)은, 이미징 렌즈 평면 내의 이미징 렌즈들의 위치들을 정의하는 홀더에서 나란히 배열된, 복수의 개별 렌즈들로서 제공될 수 있다. 복수의 이미징 렌즈들(42)은, 예를 들면, 이미징 렌즈 어레이를 유효하게 정의하는, 투명한 캐리어 기판 상에 나란히 렌즈 구조들의 복제에 의해, 투명한 캐리어 기판에 적용된 복수의 볼록 렌즈 구조들로서 제공될 수 있다. 투명한 캐리어 기판은, 예를 들면, 유리판 또는 폴리카보네이트 또는 PMMA 판과 같은 플라스틱 판일 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 사용을 보여준다. 도 10은 방 안의 벽에 걸려 있는 그림(2)을 보여준다. 멀티 빔 조명 시스템(1)을 이용하여, 컬러 프레임(53)이 그림의 주위에 조명 이미지로서 투영된다. 컬러 프레임(53)의 색은, 예를 들면, 그림에서 보이는 이미지에 따라서 선택될 수 있다; 특히, 그 색은, 관찰자(4)에 의해 경험되는 시각적 경험을 향상시키기 위해, 그림의 주조색(dominant color)으로서, 또는, 다른 실시예에서는, 그림의 주조색의 보색으로서 선택될 수 있다. 멀티 빔 조명 시스템(1)은 예를 들어 관찰자가 존재하는지를 검출하기 위해, 센서를 포함하거나, 외부 센서와 협력할 수 있고, 관찰자가 존재하는지 여부에 따라서 조명 이미지의 투영을 활성화하거나 비활성화할 수 있다. 따라서 멀티 빔 조명 시스템(1)은 방에 들어가는 관찰자의 주의를 끌 수 있다. 예를 들어, 방 안에 복수의 그림들이 있는 경우, 그림들 각각의 주위에 조명 이미지들의 투영을 연속하여 활성화하고 비활성화하는 것은 관찰자를 하나의 그림으로부터 다음 그림으로 안내할 수 있다. 그 사용은 다른 이미지들, 예를 들면, 사진들과 같은 다른 항목들, 또는 박물관 내의 조각들, 또는 상점에 진열된 물건들과 같은 3차원 물체들에도 동등하게 적용될 수 있다는 것을 알 것이다.

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예에 따른 다른 사용을 보여준다. 도 11a는 거실의 소파에 앉아 있는 제1 사람(4)을 보여준다. 이 제1 사람(4)은 벽 위에 조명 이미지(53)로서 멀티 빔 조명 시스템(1)을 이용하여 투영된 특정 색의 패턴을 포함하는, 특정한 주변 조명 조건을 선택하였다. 특정 색의 패턴은 정적인 패턴이거나, 시간에 걸쳐서, 예를 들어, 색, 휘도 및/또는 형상이 천천히 변화하는 동적인 패턴일 수 있다. 도 11b는 외부 입력으로 인한, 이 예에서 소파에서 제1 사람(4)과 합류한 제2 사람(5)에 의해 제공된 트리거로 인한 주변 조명 조건의 변화를 보여준다. 주변 조명 조건은, 예를 들면, 조명 이미지(53)에 대한 다른 정적인 패턴으로, 또는 다른 동적인 패턴으로의 변화일 수 있다. 트리거는, 예를 들면, 제2 사람(5)이 소파에 앉았다는 것을 검출하는, 소파 내의 압력 센서에 의해 제공될 수 있다. 트리거는, 예를 들면, 멀티 빔 조명 시스템(1)에 신호하는, 리모트 컨트롤 상의 버튼을 제1 사람이 누르는 것에 의해 제공될 수 있다.

도면들에서, 전기 케이블 등과 같은 덜 관련된 특징들은 명료함을 위하여 그려지지 않았다.

"실질적으로 평평한" 또는 "실질적으로 이루어져 있다" 등에서와 같이, 여기서 사용된 "실질적으로"라는 용어는 숙련된 당업자에 의해 이해될 것이다. 실시예들에서 형용사는 실질적으로 제거될 수 있다. 적용 가능한 경우에, "실질적으로"라는 용어는 또한 "전적으로", "완전히", "모두" 등을 갖는 실시예들을 포함할 수 있다. 적용 가능한 경우에, "실질적으로"라는 용어는 또한 90% 또는 그 이상, 예를 들면 95% 또는 그 이상, 특히 100%를 포함하여, 99% 또는 그 이상과 관련이 있을 수 있다. "포함한다"라는 용어는 또한 "포함한다"라는 용어가 "으로 이루어져 있다"를 의미하는 실시예들을 포함한다.

또한, 본 설명에서 및 청구항들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어들은 유사한 요소들을 구별하기 위해 사용되며 반드시 순차적인 또는 연대순의 순서를 묘사하기 위해 사용되는 것은 아니다. 그렇게 사용된 용어들은 적절한 상황 하에서 교환 가능하며 여기에 설명된 본 발명의 실시예들은 여기에 설명되거나 예시된 것과는 다른 순서들로 동작이 가능하다는 것을 이해해야 할 것이다.

여기서 사용된 장치들은 동작 동안에 설명된 다른 것들 중 하나이다. 숙련된 당업자에게 명백하겠지만, 본 발명은 동작 방법들 또는 동작 중의 장치들에 제한되지 않는다.

전술한 실시예들은 발명을 제한하기보다는 예시하고, 숙련된 당업자들은 부속된 청구항들의 범위에서 벗어나지 않고 다수의 대안적인 실시예들을 설계할 수 있을 것이라는 것에 유의해야 한다. 청구항들에서, 괄호 사이에 놓인 임의의 참조 부호들은 청구항을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 할 것이다. 동사 "포함하는" 및 그것의 활용들의 사용은 청구항에서 진술된 것들 이외의 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. "및/또는"이라는 용어는 관련된 열거된 항목들 중 하나 이상의 것의 임의의 및 모든 조합들을 포함할 수 있다. 요소에 선행하는 관사 "a" 또는 "an"은 복수의 그러한 요소들의 존재를 배제하지 않는다. 요소에 선행하는 관사 "the"는 복수의 그러한 요소들의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 몇몇의 개별 요소들을 포함하는 하드웨어에 의하여, 및 적합하게 프로그램된 컴퓨터에 의하여 구현될 수 있다. 몇몇 수단들을 열거하는 장치 청구항에서, 이들 수단들 중 몇몇은 하드웨어의 하나의 및 동일한 항목에 의해 구현될 수 있다. 특정한 수단들이 서로 다른 종속 청구항들에서 열거되어 있다는 사실만으로 이들 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다.

Claims (15)

1. 조명 이미지(53)를 제공하기 위한 멀티 빔 조명 시스템(1)으로서,
   복수의 광 빔(13)을 생성하도록 배열된, 옵션의 시준 광학 소자들(collimating optics)(12)을 갖는 복수의 광원(11);
   옵션의 시준 광학 소자들(12)을 갖는 상기 광원들(11)의 하류(downstream)에 배치된 패널(30) - 상기 패널(30)은 패널 평면(35)에 복수의 변경 가능한 패널 세그먼트(32)를 포함하고; 상기 복수의 패널 세그먼트(32)는 적어도 4개의 패널 세그먼트들을 포함하고; 상기 복수의 패널 세그먼트 중의 각각의 패널 세그먼트(32)는 복수의 세그먼트 패턴(34) 중의 각각의 세그먼트 패턴(34)을 포함하도록 구성되고; 옵션의 시준 광학 소자들(12)을 갖는 상기 복수의 광원(11)은 상기 복수의 패널 세그먼트(32)를 조명하도록 배열됨 -; 및
   상기 패널(30)의 하류에 배열된 이미징 렌즈 어레이(40) - 상기 이미징 렌즈 어레이(40)는 상기 패널 평면(35)으로부터 제1 거리(d1)에서 상기 패널 평면(35)에 평행하게 배치된 이미징 렌즈 평면(45)에 복수의 이미징 렌즈(42)를 포함하고; 상기 복수의 이미징 렌즈 중의 각각의 이미징 렌즈(42)는 상기 복수의 세그먼트 패턴(34) 중의 대응하는 세그먼트 패턴(34)을 복수의 투영 이미지(52) 중의 각각의 투영 이미지(52)로 이미징하도록 배열되고, 상기 복수의 투영 이미지(52)는 상기 조명 이미지(53)를 형성하기 위해 상기 이미징 렌즈 평면(45)으로부터 미리 정해진 이미지 거리(Lp)에서 오버랩됨 -
   를 포함하는 멀티 빔 조명 시스템(1).
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 거리(d1)는 조정 가능한 멀티 빔 조명 시스템(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   옵션의 시준 광학 소자들(12)을 갖는 상기 광원들(11)의 하류 및 상기 패널(30)의 상류(upstream)에 배열된 조명 렌즈 어레이(20) - 상기 조명 렌즈 어레이(20)는 상기 패널 평면(35)으로부터 제2 거리(d2)에서 상기 패널 평면(35)에 평행하게 배치된 조명 렌즈 평면(25) 내에 복수의 조명 렌즈(22)를 포함함 - 를 더 포함하고; 상기 조명 렌즈 어레이(20)는 상기 광 빔들(13)로부터 복수의 조명 빔(23)을 생성하도록 배열되고, 각각의 조명 빔(23)은 상기 복수의 패널 세그먼트(32) 중의 대응하는 패널 세그먼트(32)를 조명하도록 배열되는 멀티 빔 조명 시스템(1).
4. 제3항에 있어서, 상기 제2 거리(d2)는 조정 가능한 멀티 빔 조명 시스템(1).
5. 제3항에 있어서,
   상기 이미징 렌즈들(42) 및 상기 조명 렌즈들(22)은 실질적으로 같은 초점거리를 갖고,
   상기 제1 거리(d1)와 상기 제2 거리(d2)의 합계는 상기 이미징 렌즈(42)의 초점거리의 1.0배와 2.0배 사이에 있는 멀티 빔 조명 시스템(1).
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 패널(30)은 상기 패널 세그먼트들(32)에 상기 세그먼트 패턴들(34)을 제공하도록 구성된, 전자적으로 동작 가능한 디스플레이 패널(300)을 포함하는 멀티 빔 조명 시스템(1).
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 광원(11)은 상이한 파장들에서 광 빔들을 생성하도록 배열된 적어도 2개의 유형의 광원들을 포함하는 멀티 빔 조명 시스템(1).
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 20개의 패널 세그먼트들(32) 및 그에 대응하는 복수의 이미징 렌즈(42) 및 조명 렌즈들(22)을 포함하는 멀티 빔 조명 시스템(1).
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 패널 세그먼트(32) 중 적어도 2개의 패널 세그먼트들(32)은 단일 광 빔(13)에 의해 조명되도록 배열되는 멀티 빔 조명 시스템(1).
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 모든 패널 세그먼트들(32)이 단일 패널(30)의 부분들인 멀티 빔 조명 시스템(1).
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광원들(11)은 LED 광원들인 멀티 빔 조명 시스템(1).
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 미리 정해진 이미지 거리(Lp)는 2 ― 15 m의 범위에 있는 멀티 빔 조명 시스템(1).
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 멀티 빔 조명 시스템(1)은 두께(Ds), 폭(Ws) 및 높이(Hs)를 갖고, 상기 두께(Ds)는 상기 멀티 빔 조명 시스템의 상기 폭(Ws)보다 작고 상기 높이(Hs)보다 작은 멀티 빔 조명 시스템(1).
14. 조명 이미지(53)를 물체(2; 60)에 제공하는 조명 방법으로서,
    a. 옵션의 시준 광학 소자들(12)을 갖는 복수의 광원(11)을 이용하여 복수의 광 빔(13)을 생성하는 단계;
    b. 복수의 세그먼트 패턴(34)을 패널(30)의 대응하는 변경 가능한 패널 세그먼트들(32) 상에 제공하는 단계 - 상기 패널 세그먼트들(32)은 패널 평면(35)에 배열되어 있음 -;
    c. 상기 복수의 광 빔(13)을 이용하여 상기 복수의 패널 세그먼트(32)를 조명하는 단계;
    d. 상기 패널(30)의 하류에 상기 패널 평면(35)으로부터 제1 거리(d1)에서 상기 패널 평면(35)에 평행하게 배치된, 이미징 렌즈 평면(45) 내에 대응하는 복수의 이미징 렌즈(42)를 포함하는 이미징 렌즈 어레이(40)를 이용하여, 상기 복수의 세그먼트 패턴(34)을 대응하는 복수의 투영 이미지(52)로 이미징하는 단계 - 상기 복수의 투영 이미지(52)는 상기 조명 이미지(53)를 형성하기 위해 상기 이미징 렌즈 평면(45)으로부터 미리 정해진 이미지 거리(Lp)에서 오버랩됨 -; 및
    e. 상기 조명 이미지(53)를 상기 물체(2; 60)에 제공하는 단계
    를 포함하는 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 복수의 광 빔(13)을 이용하여 상기 복수의 패널 세그먼트(32)를 조명하는 단계는,
    a. 조명 렌즈 평면(25)에 복수의 조명 렌즈(22)를 포함하는 조명 렌즈 어레이(20)를 이용하여 상기 광 빔들(13)로부터의 대응하는 복수의 조명 빔(23)을 생성하는 단계 - 상기 조명 렌즈 어레이(20)는 옵션의 시준 광학 소자들(12)을 갖는 상기 광원들(11)의 하류 및 상기 패널(30)의 상류에, 상기 패널 평면(35)으로부터 제2 거리(d2)에서 상기 패널 평면(35)에 평행하게 배열됨 -; 및
    b. 상기 복수의 조명 빔(23)으로 상기 복수의 패널 세그먼트(32)를 조명하는 단계 - 각각의 조명 빔(23)은 상기 복수의 패널 세그먼트(32) 중 대응하는 패널 세그먼트(32)를 조명함 - 를 포함하는 방법.

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