KR20060009284A - 컬러 세그먼트의 복수의 서브세트를 갖는 컬러 휠이 제공된이미저를 구비한 이미지 프로젝션 시스템 및 대응하는프로젝션 장치 - Google Patents

컬러 세그먼트의 복수의 서브세트를 갖는 컬러 휠이 제공된이미저를 구비한 이미지 프로젝션 시스템 및 대응하는프로젝션 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 세 개의 컬러 세그먼트(61)의 적어도 두 공통평면 서브세트를 포함하는 컬러 휠(6)을 포함하는, 이미저(12)를 순차적으로 조명하는 시스템(1)에 관한 것이다. 컬러 휠(6)은 원색 세그먼트(61R, 61G, 및 61B)의 적어도 한 서브세트과, 복합 컬러 세그먼트의 한 서브세트를 포함한다. 복합 컬러 세그먼트의 서브세트는 적색 및 녹색에 대응하는 파장 범위에서 투과시키는 세그먼트{61Y(RG)}와, 녹색 및 청색에 대응하는 파장 범위에서 투과시키는 세그먼트{61C(GB)}와, 적색 및 청색에 대응하는 파장 범위에서 투과시키는 세그먼트{61M(BR)}를 포함한다. 그에 따라, 이미지 디스플레이 시스템의 광도가 개선되며, "컬러 분해" 현상이 상당히 감소한다. 본 발명은 이에 대응하는 프로젝션 장치에 관한 것이다.

Description

컬러 세그먼트의 복수의 서브세트를 갖는 컬러 휠이 제공된 이미저를 구비한 이미지 프로젝션 시스템 및 대응하는 프로젝션 장치{IMAGE PROJECTION SYSTEM WITH IMAGER PROVIDED WITH A COLOUR WHEEL HAVING A PLURALITY OF SUB-SETS OF COLOURED SEGMENTS, AND CORRESPONDING PROJECTION APPLIANCE}
본 발명은 특정한 이미지 프로젝션 및/또는 시청 시스템에서 사용되는 이미저 또는 공간 광 변조기(SLM: Spatial Light Modulator)를 순차 조명하기 위한 시스템에 관한 것이다.
이미지를 투사 및/또는 시청하기 위한 시스템은, 프로젝션이 스크린 앞에서 이루어지는지(프로젝터의 경우), 또는 스크린 뒤에서 이루어지는지(백프로젝터의 경우)에 따라 프로젝터나 백프로젝터로 일반적으로 알려져 있으며, 이들 프로젝터들은 동일한 원리로 작동한다. 조명 시스템은 예컨대 능동 매트릭스를 형성하는 특히 실리콘으로 제조된 기판 상에 행 및 열로 배치된 예컨대 액정온실리콘(LCOS), 또는 디지털 마이크로-미러 디바이스/디스플레이(DMD), 또는 투과성 고온 폴리실리콘(HTPS: High Temperature PolySilicon) 유형의 픽셀 어레이를 포함하는 하나 또는 여러 이미지를 균일하게 조명한다. 조명 시스템으로부터의 광은 투과성 이미저의 경우 이미저(들)를 관통하여 변조되거나, 예컨대 LCOS 또는 DMD 유형과 같은 반 사성 이미저의 경우 이미저(들)를 반사하여 변조된다. 그에 따라 변조된 광은 이때 프로젝션 렌즈를 거쳐 스크린 상에 투사된다. 컬러 이미지를 생성하기 위해, 이미저(들)는 컬러 광, 일반적으로 적색, 녹색 및 청색 광(RGB)의 하나 이상의 빔으로 조명된다.
일부 이미지 프로젝션 및/또는 시청 시스템은 세 개의 이미저를 포함하며, 각 이미저는 세 개의 원색, RGB 중 하나에 대응하는 컬러 광빔에 의해 조명되고 있다. 이들 세 개의 이미저를 갖는 이미지-시청 시스템은, 이미저를 관통하거나 이미저에 반사된 컬러 광의 세 빔이 스크린 상에 투사 준비된 변조된 광의 단일빔만을 형성하도록 결합되어야 하므로, 복잡하다. 사용된 이미저의 수와는 별도로, 이들 이미지 시청 시스템은 대량의 고가 광학 요소의 사용을 필요로 한다. 기존에는, 예컨대 IBM의 특허인 제 US5863125호에 기술된 이미지 프로젝션 시스템과 같이 두 개의 이미저를 포함하는 이미지 프로젝션 및/또는 시청 시스템이 있다. 이 특허에서, 각 이미저는 컬러 광빔으로 교대로 조명되어, 프레임 픽셀의 기록을 위한 데이터의 전자 어드레싱과 액정의 응답 시간과 관련된 상기 픽셀의 안정화가 조명되고 있지 않은 이미저 상에서 일어날 수 있게 된다. 이미저가 조명될 수 없는 대략 수 ms인 이러한 기간을 "불감 시간(dead time)"이라 부른다. IBM의 특허에서 기술된 이미지 프로젝션 시스템은, 비록 두 개의 이미저가 존재함으로 인해 복잡하고 고가이지만, 이러한 불감 시간을 관리한다는 장점이 있다. 게다가, 예컨대 액정온실리콘(LCOS)이나 디지털 마이크로-미러 디바이스/디스플레이(DMD) 유형의 이미저는 이전에는 불감 시간이었지만 이제는 아닌 불감 시간을 보이고 있으며, DMD 유형의 이미저는 실제로 예컨대 400Hz를 넘는 고 주파수로 동작할 수 있다.
그에 따라, 이제 수 년 동안, 수 개의 이미저를 수반하는 이미저 프로젝션 시스템보다 더 작고 더 저가인 투과성 또는 반사성인 단 하나의 이미저를 수반하는 이미지 프로젝션 시스템(모노-밸브 시스템으로 알려짐)을 추구하는 경향이 있어왔다.
컬러 이미지를 생성하기 위해, 이러한 유형의 프로젝션 시스템은 스크린에 서로 다른 컬러, 일반적으로 적색, 녹색 및 청색의 3원색(RGB)의 이미지를 순차적으로 디스플레이한다. 이들 이미지 프로젝션 시스템은 일반적으로 예컨대 컬러 휠을 사용하여 적색, 녹색 및 청색 사이에서 교대되는 광으로 단일 이미저를 조명하기 위한 조명 디바이스를 포함한다. 이들 컬러 휠은 일반적으로 예컨대 반사성인 컬러 필터를 사용하여 투과성인 적색 세그먼트, 녹색 세그먼트, 및 청색 세그먼트, 즉 RGB를 포함한다. 이미저의 픽셀의 기록을 명령하는 비디오 데이터는, 시청자에게 가능한 최소한의 결함을 제공하는 이미지를 형성하기 위해 이미저의 조명 컬러와 동기화된다. 그러나, 이러한 유형의 단일 이미저를 사용하는 이미지 프로젝션 및/또는 시청 시스템은 멀티-이미저 시스템과 비교해 특정한 단점이 있다. 예컨대, 이러한 이미저는 높은 주파수, 일반적으로 원색의 세 세그먼트를 갖는 컬러 휠의 경우의 이미지 주파수의 세 배, 즉 적어도 150 내지 180Hz로 동작해야 하며, 좀더 일반적으로는 원색의 n개의 세그먼트를 갖는 컬러 휠을 사용할 경우의 이미지의 주파수의 n배로 동작해야 한다. 게다가, 단 하나의 컬러가 한번에 디스플레이된다면, 광원으로부터의 광속(luminous flux)의 상당한 부분이 손실된다. 그에 따라, 투사 된 이미지의 광도(luminosity)를 개선하기 위해, 일부 컬러 휠은 예컨대 텍사스 인스트루먼트사의 특허 제 US5233385호에 의해 기술된 디바이스와 같은 백색 세그먼트를 포함한다. 이러한 디바이스는, 백색 외양의 다색 광(polychromatic light)의 존재로 인해 컬러의 채도가 줄어듬(덜 밝음)에 따라(desaturated) 컬러 품질을 손해보고 더 밝은 이미지가 디스플레이되게 한다. 스크린 상의 서로 다른 컬러의 이미지의 순차 디스플레이와 관련된 또 다른 단점은, 예컨대 이미지 상의 특정한 객체가 빠르게 이동하고 있을 때나, 눈의 갑작스런 움직임, 깜박이는 시각적으로 급격한 변화(blinking, visual judder), 또는 시청 상황에서의 임의의 다른 급격한 변동이 있을 때와 같이 원색, RGB의 분해, 즉 분할을 시청자가 인지한다는 점이다. 이러한 컬러 분해 현상은 또한 예컨대 시청자의 눈이 스크린을 신속하게 스캐닝할 때나 정지한 시청자에 대해 신속하게 이동하고 있는 화상의 경우에 정지 영상에서도 분명히 드러난다. 이러한 컬러 분해 현상을 감소시키는 방식 중 하나로 이미저의 디스플레이 및/또는 순차 조명 주파수를 증가시키는 것이 있다. 일부 컬러 휠은 예컨대 텍사스 인스트루먼트의 미국특허 제 US5448314호에서 기술된 바와 같이 세 개의 세그먼트 컬러 RGB의 두 공통평면 서브세트 형태로 6개의 컬러 세그먼트를 포함한다. 적색 조명에서 녹색 조명으로 그 이후 청색 조명으로의 전이가 갑자기 일어나고, 컬러 분해 현상이 감소하지만, 이러한 종류의 현상에 대해 다른 사람들보다 더 민감한 특정한 시청자에게 분명히 보여질 수 있을 지라도, 이미저의 디스플레이 및/또는 순차 조명의 주파수가 그에 따라 두 배가 된다.
본 발명의 하나의 목적은 이들 단점을 피하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 적어도 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 파장 범위에서 다색 광빔을 이미저 쪽으로 방출하는 소스와, 상기 소스로부터의 광을 이미저의 작동 영역에 걸쳐서 균일하게 분배하기 위한 광학 수단과, 투과성 세그먼트의 적어도 두 공통평면 서브세트를 포함하고 이들 세그먼트 중 적어도 하나가 상기 빔을 교차시키도록 배치되고, 상기 세그먼트가 상기 빔 교차 구역을 차례로 지나가게 하는 방식으로 회전 수단 상에 장착되는 컬러 휠을 포함하는, 이미저를 순차 조명하기 위한 시스템으로서, 세그먼트의 각 서브세트가 서로 다른 컬러의 세 세그먼트를 포함하며, 세그먼트의 색조(tint), 채도(saturation), 투과도 및 크기는 이들이 상기 교차 구역을 차례로 지날 때 기준 백색을 만들도록 조정되며, 컬러 휠은 적색에 대응하는 파장 범위로 투과시키는 세그먼트와, 녹색에 대응하는 파장 범위로 투과시키는 세그먼트와, 청색에 대응하는 파장 범위로 투과시키는 세그먼트를 포함하는 원색의 적어도 한 서브세트를 포함하는, 이미저를 순차 조명하기 위한 시스템에 관한 것이며, 이러한 시스템은, 상기 컬러 휠이 적색 및 녹색에 대응하는 파장의 범위 모두에서 적어도 부분적으로 투과시키는 세그먼트와, 녹색 및 청색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 투과시키는 세그먼트와, 적색 및 청색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 투과시키는 세그먼트를 포함하는 복합 컬러의 공통평면 세그먼트의 적어도 하나의 서브세트를 포함하며, 상기 세그먼트의 상기 복합 컬러 중 어떤 컬러도 별도로 백색 색조를 생성하지 않는 것을 특징으로 한다. 복합 컬러의 세그먼트의 서브세트가 존재한다는 것의 하나의 장점은, 복합 컬러의 각 세그먼트가 동일한 크기의 원색의 두 세그먼트와 같다는 점이다. 그에 따라, 예컨대 원색의 세 세그먼트의 서브세트와 복합 컬러의 세 세그먼트의 서브세트를 포함하는 컬러 휠(모든 세그먼트는 동일한 크기임)은 동일한 크기의 원색의 9개의 세그먼트를 사실상 포함하는 휠과 같다. 이로 인해, 결국 대략 50%의 광도 이득을 초래한다. 게다가, 조명 디바이스의 컬러 휠은, 예컨대 이러한 휠이 회전할 때 이미저가 세 개의 컬러 세그먼트를 갖는 컬러 휠을 포함하는 디바이스의 조명 주파수의 두 배인 주파수로 순차적으로 조명되도록 광원에 의해 방출된 다색 광의 빔을 순차적으로 교차시키는 서로 다른 컬러의 6개의 컬러 세그먼트를 포함한다. 이미저에서의 조명 주파수의 증가는 컬러 분해 현상을 유리하게 감소시키는데 기여한다.
IBM의 특허 제 US5863125호는 컬러 세그먼트의 두 서브세트를 포함하는 컬러 휠을 기술하고 있다. 그러나, 본 발명과는 달리, 이러한 컬러 휠은 두 개의 이미저를 조명하기 위해 공간-색 분할을 갖는 조명 시스템이며, 컬러 휠 상의 세그먼트는 공통평면에 있지 않다(도 4 참조).
여러 실시예에 따라, 광원에 의해 방출된 다색 광빔의 파장의 상기 범위는 또한 황색 및/또는 청록색을 포함한다. 이것은 이미지 프로젝터(비디오) 분야에서 흔히 있는 광원을 사용하는 것을 수반하며, 특정한 유형의 광원으로 제한되지 않고도 그 비용은 감소하며, 그 수명은 증가할 것이다.
본 발명의 또 다른 특성에 따라, 복합 컬러의 세그먼트의 적어도 하나의 공통평면 서브세트에서, 적색 및 녹색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 투과시키는 상기 세그먼트는 또한 황색에 대응하는 파장 범위에서 적어도 부분적으로 투과시키며 및/또는 녹색 및 청색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 투과시키는 상기 세그먼트는 또한 청록색에 대응하는 파장 범위에서 적어도 부분적으로 투과시키며 및/또는 적색 및 청색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 투과시키는 상기 세그먼트는 또한 자홍색에 대응하는 파장 범위에서 적어도 부분적으로 투과시킨다. 복합 컬러 세그먼트에 관한 한, 청록색 및/또는 황색 및/또는 자홍색에 대응하는 파장 범위에서 또한 투과시키는 컬러 필터의 사용하면, 상기 파장 범위를, 이들이 광원에 의해 방출될 때, 투과시킨다. 그에 따라, 원색 서브세트 외에 복합 컬러의 세그먼트 서브세트를 포함하는 본 발명에 따른 컬러 휠은, 휠의 1회전동안 평균할 때, 앞서 언급한 종래기술에서 기술된 원색의 두 종래의 서브세트를 포함하는 컬러 휠에 의해 투과된 광자속(flux of photon)보다 더 큰 광자속을 투과시킨다. 그리하여, 이것은 유리하게는 이미지의 광속, 다시 말해 광도를 증가시키는데 기여한다. 본 발명의 또 다른 특성에 따라, 각 공통평면 서브세트의 세그먼트는, 복합 컬러의 각 세그먼트가 이러한 복합 컬러 세그먼트가 투과시키는 원색의 두 세그먼트 사이에서 배치되도록 배치된다. 원색의 세그먼트에 대한 복합 컬러의 세그먼트의 이러한 특정한 위치는 컬러 분해를 상당히 감소시킨다. 구체적으로, 원색, 적색을 갖는 세그먼트에서, 예컨대, 원색 녹색을 갖는 세그먼트로의 갑작스런 전환은, 앞서 언급된 종래기술에서 기술된 바와 같이, 원색의 이들 두 세그먼트 사이에서 적색 및 녹색 및/또는 황색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 투과시키는 복합 컬러의 세그먼트가 존재함으로써 유리하게 완화된다.
본 발명의 일실시예에 따라, 상기 컬러 휠은 원색의 세그먼트의 공통평면 서브세트의 적색에 대해 채도가 줄어든 적색에 대응하는 파장 범위에서 투과시키는 세그먼트와, 원색의 세그먼트의 공통평면 서브세트의 녹색에 대해 채도가 줄어든 녹색에 대응하는 파장 범위에서 투과시키는 세그먼트와, 원색의 세그먼트의 공통평면 서브세트의 청색에 대해 채도가 줄어든 청색에 대응하는 파장 범위에서 투과시키는 세그먼트를 포함하는 채도가 줄어든 컬러의 세그먼트의 적어도 하나의 공통평면 서브세트를 포함한다. 그에 따라, 채도가 줄어든 컬러의 세그먼트가 채도가 줄어들지 않은 원색의 세그먼트가 광원으로부터 광자속을 허용하는 것보다 더 많이 허용한다면, 휠의 1회에 걸쳐 평균을 낸 이미지의 광도가 개선된다. 게다가, 이 실시예에서, 채도가 줄어든 컬러의 각 세그먼트는 등가의 색조의 원색 세그먼트와 컬러 휠의 회전 방향에서 인접해 있으며, 원색의 두 세그먼트 사이에서의 전환은 채도가 줄어든 컬러의 상기 세그먼트의 중간이 존재함으로써 덜 갑작스럽게 이뤄지며, 컬러 분해 현상은 또한 감소한다.
또 다른 특성에 따라, 상기 컬러 휠은 어떠한 검은색 세그먼트도 갖지 않는다. 예컨대 LCOS 이미저와 같은 액정 이미저는, 프레임의 픽셀을 기록하기 위한 데이터는 전기적으로 어드레싱되고 있는 동안 및 상기 픽셀이 액정의 응답 시간으로 인해 안정화되고 있는 동안에 대략 수 ms의 불감 시간 기간을 갖는다. 이는, 이미저가 이러한 기간 동안에 조명될 수 없기 때문에, 일부 컬러 휠이 광빔을 차단하기 위한 검은색 세그먼트를 또한 포함하기 때문이다. 시스템의 전체 광도가 이렇게 함으로써 감소되므로, 검은색 세그먼트가 없는 휠을 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 이제 실제로 어떠한 불감 시간 기간도 갖지 않는 DMD 유형의 이미저를 사용하고, 각 픽셀 또는 픽셀 그룹에서 메모리나 트랜지스터를 가지며 또한 이제 실제로 어떠한 불감 시간 기간도 갖지 않는 신식 LCOS 이미저를 사용함으로써 이제 가능하게 되었다. 컬러 휠 상의 검은색 세그먼트의 결과로, 검은색 또는 매우 어두운 요소가 스크린 상에 나타나는 시간을 감소 또는 완전히 제거하면, 순차 조명 시스템에 의해 디스프레이된 각 색 이미지 사이에서 인지된 컬러 분해 현상을 줄이는 것이 가능하다.
이것은 특히 검은색 세그먼트가 프레임 시간에 제공되는 시간 비율에 따라 이미지 시청 시스템의 광속을 증가시키는 장점을 제공한다.
그에 따라, 어떠한 검은색 세그먼트(들)도 포함하지 않는 컬러 휠을 사용하여 구성된 이미지의 광도는 더욱 양호하며, 컬러 분해 현상은 눈에 덜 띈다.
본 발명의 한 특성에 따라, 상기 조명 디바이스는 이미지 프로젝션 및/또는 시청 시스템 내에 포함되며, 이러한 시스템은 자체적으로 또한:
- 행 및 열로 배열된 픽셀 어레이를 자체적으로 포함하는 이미저와,
- 상기 이미저로부터 프로젝션 스크린 상으로 이미지를 투사하도록 설계된 프로젝션 렌즈를 포함한다.
그에 따라 얻어진 이미지 시청 및/또는 프로젝션 시스템은 특히 시청자에게는 실제적으로 눈에 띄지 않는 컬러 분해 현상 및 높은 광도 레벨을 갖는다.
본 발명의 또 다른 특성에 따라, 본 발명에 따른 조명 디바이스를 포함하는, 이미지 시청 및/또는 투사용 상기 시스템은 이미저의 픽셀의 기록을 명령하기 위해 상기 이미지의 비디오 데이터를 관리하기 위한 비디오 데이터 관리 수단과, 이미저 상에서 조명 컬러에 따라 비디오 출력 데이터를 동기화하기 위한 동기화 수단을 포함하며, 상기 비디오 데이터 관리 수단은 원색에 관한 비디오 입력 데이터를 수신하기 위한 비디오 입력 인터페이스와, 이미저에 기록하기 위해 비디오 출력 데이터를 전송하기 위한 비디오 출력 인터페이스와, 메모리를 포함한다. 비디오 데이터 관리 수단은 원색에 관한 비디오 입력 데이터를 원색, 복합색 및 적절한 경우 채도가 줄어든 컬러에 관한 비디오 출력 데이터로 변환하기 위한 계수 및/또는 값의 적어도 한 테이블을 메모리에 포함한다.
그에 따라, 비디오 데이터 관리 수단은 비디오 데이터를 세 개, 즉 R, G, 및 B 병렬 버스로부터 단일 버스로 변환하며, 이러한 단일 버스는 컬러 휠의 여러 세그먼트에 대응하는 데이터를 직렬로 전달한다.
본 발명의 한 특성에 따라, 비디오 데이터 관리 수단으로부터의 원색 및/또는 복합 컬러 및/또는 채도가 줄어든 컬러에 관한 상기 비디오 출력 데이터는 이미저 상의 조명 컬러와 동기화된다. 그에 따라, 시청자는 컬러 혼합 효과없이 더 양호한 품질의 컬러 이미지를 보게 된다.
본 발명은 또한 이미저의 순차 조명용 시스템에 관한 것이며, 이러한 시스템은:
- 적어도 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 파장 범위에서 다색 광빔을 이미저 쪽으로 방출하는 소스와,
- 상기 소스로부터의 광을 이미저의 작동 영역에 걸쳐서 균일하게 분배하기 위한 광학 수단과,
- 투과성 세그먼트의 적어도 두 공통평면 서브세트를 포함하고 이들 세그먼트 중 적어도 하나가 상기 빔을 교차시키도록 배치되고, 상기 세그먼트가 상기 빔 교차 구역을 차례로 지나게 하는 방식으로 회전 수단 상에 장착되는 컬러 휠로서, 세그먼트의 각 공통평면 서브세트가 서로 다른 컬러의 세 공통평면 세그먼트를 포함하며, 세그먼트의 색조, 채도, 반사도 및 크기는 이들이 상기 교차 구역을 차례로 지날 때 기준 백색을 만들도록 조정되며, 상기 컬러 휠은 적색에 대응하는 파장 범위로 반사시키는 세그먼트와, 녹색에 대응하는 파장 범위로 반사시키는 세그먼트와, 청색에 대응하는 파장 범위로 반사시키는 세그먼트를 포함하는 원색 세그먼트의 적어도 한 서브세트를 포함하는, 컬러 휠을 포함한다.
컬러 휠은, 적색 및 녹색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 반사하는 세그먼트와, 녹색 및 청색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 반사하는 세그먼트와, 적색 및 청색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 반사하는 세그먼트를 포함하는 복합 컬러의 공통평면 세그먼트의 적어도 한 서브세트를 포함하며, 동일한 세그먼트의 복합 컬러 중 어떠한 컬러도 백색 색조를 생성하지 않는 다는 점에서 주목할 만하다.
더나아가, 본 발명은 적어도 하나의 이미저와, 본 발명에 따라 앞서 한정된 바와 같이 상기 이미저 각각을 순차적으로 조명하기 위한 시스템과, 상기 이미저(들)에 의해 생성된 이미지를 투사하기 위한 수단을 포함하는 프로젝션 장치에 관한 것이다.
본 발명은 비제한적인 예에 의해 주어진 다음의 상세한 설명을 첨부한 도면을 참조하여 읽음으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 단일 이미저 또는 단일 밸브 시스템을 갖는 이미지 프로젝션 시스템의 주요한 요소들을 개략적으로 도시한 도면.
도 2의 a는 세 개의 컬러 세그먼트와 백색 색조의 세그먼트를 포함하는 컬러 휠을 도시하고, 도 2의 b는 종래기술에서 기술된 6개 컬러의 세그먼트 RGB를 포함하는 컬러 휠을 도시한 도면.
도 3의 a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 서로 다른 컬러의 세 세그먼트의 두 공통평면 서브세트과, 원색의 한 서브세트과, 복합 컬러의 한 서브세트를 포함하는 컬러 휠을 도시하고, 도 3의 b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 도 3의 a에 도시된 컬러 휠의 두 서브세트외에 채도가 줄어든 원색의 세 세그먼트의 서브세트를 포함하는 도면.
도 4는 특히 원색의 세그먼트의 서브세트과, 채도가 줄어든 원색의 서브세트를 포함하는 컬러 휠을 도시한 도면.
도 5의 a 및 b 각각은, 도 5의 a의 경우, 원색 RGB 필터가 투과하는 파장 범위와 공통 광원의 방출 스펙트럼을 도시한 그래프, 도 5의 b의 경우, 복합 컬러의 황색(R+G), 자홍색(B+R), 및 청록색(G+B) 필터에 의해 투과된 파장 범위와 동일한 공통광원에 대한 방출 스펙트럼을 도시한 그래프.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 복합 컬러의 세그먼트의 서브세트를 포함하는 컬러 휠을 통해 투과된 컬러에 대한 CIE 1931(국제 조명 위원회) 색도 도표를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 채도가 줄어든 원색의 세그먼트의 서브세트를 포함하는 컬러 휠을 통해 투과된 컬러에 대한 CIE 1931(국제 조명 위원회) 색도 도표를 도시한 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비디오 데이터 관리 수단을 도시한 도면.
상세한 설명을 간소화하고, 본 발명이 종래기술에 비해 제공해야 하는 차이점 및 장점을 보이기 위해, 동일한 참조번호가 동일한 기능을 수행하는 요소에 대해 사용되었다.
하나의 이미저를 포함하는 유형의 이미지를 시청 및/또는 투사하기 위한 시스템의 동작에 대한 일반적인 원리가 도 1을 참조하여 기술되어 있다.
단일 이미저 또는 단일 밸브 시스템을 포함하는 프로젝션 시스템이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 시스템은 특히 광원(2)을 포함하는 조명 시스템(1)을 포함하며, 이러한 광원(2)은 예컨대 적색, 녹색 및 청색(RGB)의 컬러를 교대로 띄는 광빔으로 단일 이미저(12)를 순차적으로 조명하는 임무를 갖거나, 대안적으로 광원(2)으로부터의 광을 일반적으로 시준(collimating) 디바이스인 중간 광학 디바이스(3)를 거쳐서 서로 다른 컬러의 광 대역으로 분할하는 임무(컬러 스크롤링 으로 알려진 프로세스)를 띈 색 분할기(10) 내로 광을 전송한다. 이제, 컬러 스크롤링 조명 시스템이 이후 더 상세하게 기술될 것이다.
조명 시스템(1)으로부터의 광은 픽셀 어레이를 포함하는 투과성 또는 반사성 이미저(12)를 조명하며, 픽셀 어레이의 기록은, 조명 시스템(1)으로부터의 광을 상기 비디오 데이터 관리 수단으로부터 유래한 비디오 데이터와 동기화시키기 위해 또는 그 반대로 수신된 조명 컬러에 따라 입사된 광을 변조하기 위해 이미저(12)의 픽셀 기록을 명령하는 비디오 데이터를 동기화하기 위해 특히 동기화 수단(11)과 관련된 비디오 데이터 관리 수단(111)에 의해 관리된다. 투과, 또는 반사 이후, 이미저(12)에서, 그에 따라 변조된 광은 프로젝션 렌즈(4)를 통해 스크린(5) 상에 투사되고, 디바이스(3 및 4)는 광원(2)과 함께 본질적으로 알려져 있고, 이후 더 이상 기술되지 않을 것이다.
본 발명에 따른 순차 색 분할기(10)는 컬러 휠(6)을 포함한다. 컬러 휠은 회전 수단의 축에 장착된 디스크를 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 휠(6)이 회전함에 따라 백색광원(2)에 의해 방출된 일반적으로 백색 색조의 다색 광빔을 교대로 교차시키는 투과성 컬러 세그먼트 또는 섹터(61), 일반적으로 적색(61R), 녹색(61G) 및 청색(61B) 컬러 필터를 포함한다. 이 경우, 광원(2)에 의해 방출된 광빔은, 컬러 세그먼트가 투과성인지 반사성인지에 따라서 휠(6)을 통과하거나, 휠(6)로부터 반사되어서 교대로 적색 광빔(R), 녹색 광빔(G), 및 청색 광빔(B)이 된다. 도 2의 a 및 b를 참조하면, 도 2의 a는 종래기술로부터 알려진 네 개의 세그먼트, 즉 세 개의 컬러 세그먼트(61R, 61G, 61B) 및 하나의 백색 색조 세그먼트(61W)를 갖는 컬러 휠(6)을 기술하며, 도 2의 b는 종래기술로부터 또한 알려진 RGB 컬러의 6개의 컬러 세그먼트를 갖는 컬러 휠(6)을 도시한다.
도 3의 a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컬러 휠(6){61R-61Y(RG)-61G-61C(GB)-61B-61M(BR)}을 도시하며, 이러한 휠은 세그먼트의 두 공통평면 서브세트, 즉 적색 세그먼트(61R)의 경우 적색에 대응하는 파장 범위에서 투과하며, 녹색 세그먼트(61G)의 경우 녹색에 대응하는 파장 범위에서 투과하며, 청색 세그먼트(61B)의 경우 청색에 대응하는 파장 범위에서 투과하는 세 개의 컬러 세그먼트 서브세트과, 복합 컬러에 대응하는 파장 범위, 특히 복합 컬러{61Y(RG)} 세그먼트의 경우 황색 및/또는 적색 및 녹색에서, 복합 컬러{61C(GB)} 세그먼트의 경우 청록색 및/또는 녹색 및 청색에서, 및 복합 컬러{61M(BR)} 세그먼트의 경우 자홍색 및/또는 청색 및 적색에서 투과하는 세 개의 컬러 세그먼트의 서브세트를 포함한다. 일반적으로 황색의 경우 복합 컬러 세그먼트{61Y(RG)}를 통해 투과하며, 청록색의 경우 복합 컬러 세그먼트{61C(GB)}를 통해 투과하며, 자홍색의 경우 복합 컬러 세그먼트{61M(BR)}를 통해 투과하는 황색, 자홍색 및 청록색에 대한 광속은 이미저 상의 광도를 개선하는데 기여한다. 복합 컬러 세그먼트{61C(GB), 61M(BR) 및 61Y(RG)}는 바람직하게는, 이러한 세그먼트 각각이 두 개의 원색 세그먼트(61R, 61G 및 61B) 사이에 배치되도록 배치되며, 이는 이러한 세그먼트 각각이 파장 범위들에서 적어도 부분적으로 동시에 투과성이 있기 때문이다.
도 3의 b는 본 발명의 변형에 따른 컬러 휠(6)을 도시하며, 이러한 휠은 원색 세그먼트(61R, 61G, 61B) 서브세트과, 복합 컬러 세그먼트{61Y(RG), 61C(GB), 61M(BR)} 서브세트과, 채도가 줄어든 적색 세그먼트의 경우 채도가 줄어든 원색 세그먼트(61R') 서브세트과, 채도가 줄어든 녹색 세그먼트의 경우 채도가 줄어든 원색 세그먼트(61G') 서브세트과, 채도가 줄어든 청색 세그먼트의 경우 채도가 줄어든 원색 세그먼트(61B') 서브세트를 포함한다.
도 4는 원색 세그먼트(61R, 61G, 61B) 서브세트과, 채도가 줄어든 원색 세그먼트(61R', 61G', 61B')의 제 2 서브세트를 포함하는 컬러 휠(6)을 도시한다.
도 5의 a 및 b는 예컨대 수은을 사용하는 UHP(Ultra-High Pressure: 초고압) 유형의 최신 이미지 프로젝션 및/또는 디스플레이 시스템에서 공통적으로 사용되는 광원(12)에 대한 방출 스펙트럼(S)의 프로파일을 도시하며, 여기서, 이러한 프로파일 각각은, 도 5의 a의 경우에는 원색 필터나 세그먼트(RG 및 B)에 의해 투과된 파장 범위의 프로파일과 관련되며, 도 5의 b의 경우에는 복합 컬러 필터나, 청록색(C), 자홍색(M), 및 황색(Y) 세그먼트에 의해 투과된 파장 범위의 프로파일과 관련되어 있다. 예컨대, 사용된 컬러 필터에 대해 50%를 넘는 상대 세기나 투과도를 위한 파장 범위는:
- 청색 필터(B)의 경우, 500nm보다 더 짧으며,
- 적색 필터(R)의 경우, 600nm보다 더 길며,
- 녹색 필터(G)의 경우, 520nm와 564nm 사이이며,
- 청록색 필터(C)의 경우, 564nm보다 더 짧으며,
- 자홍색 필터(M)의 경우, 520nm보다 더 짧고, 600nm보다 더 길며,
- 황색 필터(Y)의 경우, 530nm와 684nm 사이이다.
선택된 UHP 유형의 소스(S)의 방출 스펙트럼은 특히 청색이나 청록색이나 자홍색 컬러 세그먼트가 투과시키는 440nm 인근의 제 1 방출 피크와, 녹색이나 청록색이나 황색 컬러 세그먼트가 투과시키는 550nm 근처의 제 2 방출 피크와, 황색 컬러 세그먼트가 투과시키는 580nm 인근의 제 3 방출 피크에 대응함을 볼 수 있다. 전술된 바와 같이, 복합 컬러 세그먼트나 필터가 존재함으로써, 원색(R, G, 및 B)에 대응하는 광속에 추가하여, 청록색, 자홍색 및 황색에 대응하는 광속을 투과시키게 되며, 이러한 색들은 예컨대 청록색의 경우 청색 및 녹색으로 만들어지고, 자홍색의 경우 청색 및 적색으로 만들어지며, 황색의 경우 적색 및 녹색으로 만들어진다. 그에 따라, 예컨대 세 개의 원색 컬러 세그먼트(R, G 및 B)의 서브세트과, 세 개의 복합 컬러 세그먼트{C(GB), M(BR), 및 Y(RG)}의 서브세트를 포함하며, 각 서브세트는 디스크의 1/6을 나타내는, 즉 한 세그먼트는 디스크 축에서 60ㅀ각도로 경계를 이루는, 컬러 휠은, 축에서 60ㅀ 각도로 경계를 이루는 9개의 세그먼트, 즉 청록색(C), 자홍색(M) 또는 황색(Y)에 대응하는 파장 범위에서 투과하는 복합 세그먼트 외에도 청색(B)에 대응하는 파장 범위에서 투과하는 세 개의 세그먼트와, 녹색(G)에 대응하는 파장 범위에서 투과하는 세 개의 세그먼트와, 적색(R)에 대응하는 파장 범위에서 투과하는 세 개의 세그먼트에 필적할 것이다.
도 6은 한편으론 세 개의 원색 세그먼트(R, G 및 B)의 서브세트(이것은 RGB 트라이앵글임)를 통해 투과되며, 다른 한편으론 세 개의 복합 컬러 세그먼트(C, M, Y)의 서브세트(이것은 CMY 트라이앵글임)를 통해 투과되는 컬러에 대한 CIE 1931 색도 도표(국제 조명 위원회)를 도시한다. 세그먼트의 각 서브세트는 특정한 백색 색조를 생성한다. 복합 컬러(C, M, Y)의 서브세트에 의해 생성된 백색 색조는, UHP 소스에 의해 방출되고 상기 서브세트에 의해 투과된 큰 황색 컬러 피크로 인해, 황색 쪽으로 약간 오프셋될 수 있다. 그러나, 다운스트림 소프트웨어 처리를 사용하거나 대안적으로 황색 컬러 필터{61Y(RG)}를 채도를 낮춰 시스템의 규격에 따라 이러한 백색 색조를 정정하는 것이 가능하다. 지시에 의해, 원색 세그먼트 서브세트와 복합 컬러 세그먼트 서브세트에 의해 생성된 백색 색조(W)를 이 도표에서 볼 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 3의 a 및 b에 도시된 컬러 휠(6) 상의 원색 세그먼트와 복합 컬러 세그먼트{61R-61Y(RG)-61G-61C(GB)-61B-61M(BR)}의 조직화된 교대는, 적색 및 자홍색, 그 다음에 자홍색 및 청색, 그 다음에 청색 및 청록색, 그 다음에 청록색 및 녹색, 그 다음에 녹색 및 황색, 그 다음에 황색 및 적색으로 구성된 CIE 1931 색도 도표 상의 좌표 근접성을 기초로 한다. 이러한 RMBCGY 순서로 컬러를 들여보내는 것은 덜 갑작스럽게 이루어지며, 그리하여 컬러 분해 현상을 감소시킨다.
도 7은 한편으론 세 개의 원색 세그먼트(R, G 및 B)의 서브세트(이것은 RGB 트라이앵글임)를 통해 투과되며, 다른 한편으론 세 개의 채도가 줄어든 컬러 세그먼트(R', G', B')의 서브세트(이것은 R'G'B' 트라이앵글임)을 통해 투과되는 컬러에 대한 CIE 1931 색도 도표(국제 조명 위원회)를 도시한다. 일반적으로, 디스플레이된 이미지에서 대부분의 컬러가 상대적으로 좁은 범위에 있음을 알 수 있다. 디스플레이된 이미지의 컬러가 항상 채도가 포화(saturate)되지 않을 것이라면, 컬러 휠 상에 채도가 줄어든 세그먼트가 존재하면, 세그먼트의 품질에 악영향을 미치지 않고도 디스플레이된 이미지의 광도를 개선할 수 있다.
도 8은 종래의 RGB 비디오 신호(9)를 입력으로서 수신하고, 이들 신호를 예컨대 바람직한 실시예에 따라 R-M-B-C-G-Y 비디오 신호(91)로 변환하여 컬러 휠, 이 예에서 이미저를 다음의 컬러, R, Y(RG), G, C(GB), B 및 M(BR)의 광으로 교대로 조명되게 하며, 이미저의 픽셀 기록을 가능케 하는 컬러 휠, 여기서는 도 3에 기술된 61R-61Y(RG)-61G-61C(GB)-61B-61M(BR) 휠(6) 사이의 동기화를 가능한 정밀하게 하는 비디오 데이터 관리 수단(111)을 도시한다.
도 9는 이미저(12)로의 기록을 위해 입력 신호(9R, 9G 및 9B)를 RGBCMY 출력 신호(91)로 변환하기 위해 특히 메모리(7)에 계수 테이블(71)이 존재하는 비디오 데이터 관리 수단(111)을 좀더 상세하게 기술한다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예는 도 3의 a에 기술된 바와 같이, 세 개, 적색, 녹색 및 청색(RGB) 원색 세그먼트 서브세트과, 세 개, 청록색, 자홍색 및 황색(CMY) 복합 컬러 세그먼트의 제 2 서브세트를 포함하며, 각 세그먼트는 컬러 휠의 전 영역 중 1/6을 차지하는, 컬러 휠(6)을 사용하는 것이다. 그러나, 각 세그먼트의 영역은 다를 것이며, 스크린 상에 다른 컬러 밸런스 및/또는 더 큰 광도를 얻기 위해 조정될 수 있다. 예컨대 UHP 유형의 광원(2)은, 컬러 휠(6)이 그 축 주위를 회전하여 형성한 컬러 세그먼트{61R, 61Y(RG), 61G, 61C(GB), 61B 및 61M(BR)}에서 순차적으로 절단한 광빔을 방출한다. 컬러 휠(6)의 세그먼트를 통과함으로서 생성된 컬러 광빔은 픽셀을 포함하는 이미저(12)를 조명한다. 이미저의 상기 픽셀은 액정(예컨대 LCOS) 유형이나 마이크로-미러(예컨대 DMD) 유형의 평행육면체나 다른 형태의 지그재그형(staggered) 또는 "다이아몬드형" 구성으로 정렬되거나 배치될 수 있다.
적색(R), 그 다음에 자홍색(M), 그 다음에 청색(B), 그 다음에 청록색(C), 그 다음에 녹색(G), 및 그 다음에 황색(Y)의 광빔에 의해 순차적으로 조명된 이미저(12)는 비디오 데이터 관리 수단(111)에 의해 구동되며, 이러한 수단(111)의 임무는 이미저가 조명되는 컬러와 동기화되어 이미저(12)의 각 픽셀 또는 픽셀 그룹을 기록하는 것이다. 이를 위해, 도 8을 참조하면, R, G 및 B 데이터에 관련된 세 개의 버스(9R, 9G, 9B) 형태로 RGB 유형의 비디오 데이터를 수신하는 비디오 데이터 관리 수단(111)은 출력단에서 순서적으로 비디오 신호를 처리하여 이미저(12)에 기록하기 위해 원색(R, G 및 B)에 관련된 비디오 신호(SR, SG, SB)와 복합 컬러(C, M 및 Y)에 관련된 비디오 신호(SC, SM 및 SY)를 포함하는 R-M-B-C-G-Y 출력 데이터와 관계된 단일 버스(91)를 생성하며, 상기 신호는 컬러와 동기가 맞춰지고, 상기 이미저(12)는 예컨대 컬러 휠(6)의 위치를 측정하는 측정 디바이스(미도시)에 의해 상기 컬러를 통해 조명된다. R-M-B-C-G-Y 비디오 출력 데이터(91)는 각 입력 버스(9)에 대해 하나씩 세 개의 곱셈기(8) 세트와 합산기(13)를 사용하여 9R, 9G 및 9B 입력 데이터를 기초로 해서 계산된다. SR, SG 및 SB 비디오 출력 신호(91)는 SR, SG, SB 입력 신호(9)(KRR=KGG=KBB=1)에 대응하지만, 복합 컬러(C, M 및 Y)에 대한 비디오 신호는 메모리(7)에 포함된 테이블(71)에 포함된 계수(KRR, KRM, KRB, KRC, KRG, KRY, KGR, KGM, KGB, KGC, KGG, KGY, KBR, KBM, KBB, KBC, KBG, KBY)로부터 계산된다.
예컨대, SC, SM 및 SY의 값이 다음과 같이 SR, SG 및 SB로부터 계산된다:
SC=KGC*SG+KBC*SB+KRC*SR
SM=KGM*SG+KBM*SB+KRM*SR
SY=KGY*SG+KBY*SB+KRY*SR
계수의 값은 예컨대 다음과 같을 수 있다:
비디오 출력(91) 계수(KR) 계수(KG) 계수(KB)
적색 KRR=1 KGR=0 KBR=0
자홍색 KRM=0.1 내지 1 KGM=0 KBM=0.1 내지 1
청색 KRB=0 KGB=0 KBB=1
청록색 KRC=0 KGC=0.1 내지 1 KBC=0.1 내지 1
녹색 KRG=0 KGG=1 KBG=0
황색 KRY=0.1 내지 1 KGY=0.1 내지 1 KBY=0
계수(KRR, KRM, KRB, KRC, KRG, KRY, KGR, KGM, KGB, KGC, KGG, KGY, KBR, KBM, KBB, KBC, KBG, KBY)를 포함하는 테이블(71)은 바람직하게는 예컨대 불휘발성 EEPROM 유형의 메모리(7)에 포함되며, 이들 계수는 컬러 휠(6)의 위치에 따라 순차적으로 판독된다.
또 다른 실시예는 도 3의 b에 도시된 컬러 휠을 사용하는 것이다. 이러한 휠(6)은 컬러 세그먼트(61)의 세 개의 공통평면 서브세트과, 원색 세그먼트(RGB)의 서브세트과, 복합 컬러 세그먼트(CMY)의 서브세트과, 채도가 줄어든 원색 세그먼트(61R')(채도가 줄어든 적색 세그먼트의 경우)의 서브세트과, 채도가 줄어든 원색 세그먼트(61G')(채도가 줄어든 녹색 세그먼트의 경우)의 서브세트과, 채도가 줄어든 원색 세그먼트(61B')(채도가 줄어든 청색 세그먼트의 경우)의 서브세트를 포함한다. 상기 채도가 줄어든 컬러 세그먼트(61R', 61G' 및 61B')는 바람직하게는 채도가 줄어든 원색 세그먼트(61R', 61G' 또는 61B') 각각이 등가의 색조의 채도가 줄어들지 않은 원색 세그먼트(61R, 61G, 또는 61B) 각각에 인접해 있도록 조직된다. 이로 인해, 원색 세그먼트와, 채도가 줄어든 원색 세그먼트와, 복합 컬러 세그먼트를 교대로 나타내게 된다.
도 4에 도시된 또 다른 실시예는 컬러 세그먼트의 두 서브세트, 즉, 원색(R, G, B)의 서브세트과, 채도가 줄어든 원색(R', G', B')의 서브세트를 포함하는 컬러 휠이다. 이 실시예에서, 이전의 실시예에서처럼, 채도 레벨 및 컬러 세그먼트의 크기는 스크린 상에서 원하는 광도를 얻도록 조정될 수 있다. 채도가 줄어든 컬러 세그먼트는 바람직하게는 채도가 줄어든 원색 세그먼트가 등가의 색조의 채도가 줄어들지 않은 원색 세그먼트에 인접하도록 조직될 수 있다.
마지막으로, 어떠한 실시예에서도, 비디오 데이터 관리 수단(111)은 계수(K'RR, K'RM, K'RB, K'RC, K'RG, K'RY, K'GR, K'GM, K'GB, K'GC, K'GG, K'GY, K'BR, K'BM, K'BB, K'BC, K'BG, K'BY)의 적어도 한 테이블(71)을 메모리(7)에 포함할 것이며, 이들 계수의 값은 이미저(12)에 대해 기록하기 위해 출력 비디오 데이터(91)는 이미저(12)가 조명되고 있는 컬러와 적절히 일치하도록 조정될 것이다.
물론, 본 발명은 전술된 실시예로 제한되지 않는다.
특히, 당업자는 특히 세그먼트의 순서 및 수 측면에서 컬러 휠 세그먼트의 다른 배열에 맞추고 그러한 배열을 제공하도록 컬러 휠을 적응시킬 수 있을 것이다.
전술된 바와 같이, 복합 컬러 세그먼트는 두 개의 컬러(녹색-청색; 녹색-적색, 또는 청색-적색)를 투과시킬 수 있다. 본 발명의 변형에 따라, 녹색-청색 및 녹색-적색 세그먼트는 또한 컬러를 중간 주파수에서, 즉 청록색 및 황색을 각각 투과시킨다. 그에 따라, 필터링된 빔의 광도는 개선되며, 이들 컬러 인지에 대응하는 파장 범위에서 방출하는 소스의 사용이 최적화된다.
본 발명의 변형에 따라, 휠의 세그먼트는 투과시에 사용되고 있는 것보다 반사적이다. 그에 따라, 도 1을 참조하여 예시된 프로젝션 시스템에서, 소스(2) 및 중간 광학 디바이스(3)는 반사에 사용되는 컬러 휠을 조명한다. 컬러 휠의 축은 바람직하게는, 조명 시스템의 요소가 컬러 휠로부터 반사되어 얻어진 컬러 빔의 전파를 손상시키지 않도록 이미저(12)의 축에 대해 기울어져 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따라, 컬러 휠은 세그먼트의 두 공통평면 서브세트, 즉:
- 적색 세그먼트(R)의 경우 적색에 대응하는 파장 범위에서, 녹색 세그먼트(G)의 경우 녹색에 대응하는 파장 범위에서, 및 청색 세그먼트(B)의 경우 청색에 대응하는 파장 범위에서 반사하는 세 개의 컬러 세그먼트의 서브세트과;
- 복합 컬러에 대응하는 파장 범위, 특히 복합 컬러 세그먼트{Y(RG)}의 경우 적색 및 녹색 그리고 가능하게는 황색에서, 복합 컬러 세그먼트{C(GB)}의 경우 녹 색 및 청색 그리고 가능하게는 청록색에서, 복합 컬러 세그먼트{M(BR)}의 경우 청색 및 적색 그리고 가능하게는 자홍색에서 반사하는 세 개의 컬러 세그먼트의 서브세트(동일한 세그먼트의 상기 복합 컬러 중 어떤 것도 백색 색조를 생성하지 않는다)를 포함한다.
황색의 경우 복합 컬러 세그먼트{Y(RG)}에 의해 반사되고, 청록색의 경우 복합 컬러 세그먼트{C(GB)}에 의해 반사되며, 자홍색의 경우 복합 컬러 세그먼트{M(BR)}에 의해 또한 반사되는 황색, 자홍색 및 청록색의 광속은 이미저 상의 광도를 개선하는데 기여한다. 복합 컬러 세그먼트{C(GB), M(BR) 및 Y(RG)}는 바람직하게는 세그먼트 각각이 두 원색 세그먼트(R, G 및 B) 사이에 배치되도록 배치되며, 이는 이러한 세그먼트 각각이 파장 범위에서 적어도 부분적으로 반사적이기 때문이다.
이러한 변형의 한 특정한 실시예에 따라, 각 공통평면 서브세트의 세그먼트는 각 복합 컬러 세그먼트가 이러한 복합 컬러 세그먼트가 반사한 두 원색 세그먼트 사이에 배치되도록 배치된다. 그에 따라, 컬러 분해 현상은 상당히 감소될 수 있다.
이러한 변형의 또 다른 특정한 실시예에 따라, 컬러 휠은 원색 세그먼트의 공통평면 서브세트의 적색에 대해 채도가 줄어든 적색에 대응하는 파장 범위에서 반사하는 세그먼트와, 원색 세그먼트의 공통평면 서브세트의 녹색에 대해 채도가 줄어든 녹색에 대응하는 파장 범위에서 반사하는 세그먼트와, 원색 세그먼트의 공통평면 서브세트의 청색에 대해 채도가 줄어든 청색에 대응하는 파장 범위에서 반 사하는 세그먼트를 포함하는 채도가 줄어든 컬러의 반사성 세그먼트의 적어도 하나의 공통평면 서브세트를 포함한다. 그에 따라, 휠의 일회전에 걸쳐서 평균을 낸 이미지의 광도가 개선된다. 게다가, 각 채도가 줄어든 컬러 세그먼트가 등가 색조의 원색 세그먼트에 인접한 실시예에서, 컬러 휠이 회전하는 방향에서, 컬러 분해 현상이 또한 감소된다.
이러한 변형(반사성 세그먼트를 갖는 컬러 휠)의 또 다른 특정한 실시예에 따라, 컬러 휠은 어떠한 검은색 세그먼트도 갖지 않는다. 그에 따라, 광도가 개선되며, 컬러 분해 현상은 눈에 덜 띄게 된다.
본 발명의 변형에 따라, 반사시 사용되는 세그먼트를 포함하는 컬러 휠이 그에 따라 전술된 실시예에 따라 투과성 세그먼트를 포함하는 컬러 휠과 비교해서 이중으로 사용된다. 그러므로, 이러한 변형은 반사성 세그먼트에 적용되며, 장점도 동일하다. 그러므로, 이들은 더 이상 기술되지 않을 것이다.
일반적으로, 광속을 이미저 쪽으로 투과시키거나 반사하도록 각각 설계된 투과성 또는 반사성 세그먼트는 이미저 쪽으로 광속을 전파하도록 설계된 광학 필터링 세그먼트에 견주어질 수 있다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 이미저와, 투과성 또는 반사성 세그먼트를 사용하여 각 이미저를 순차적으로 조명하기 위한 이러한 시스템과, 예컨대 대물 렌즈, 하나 이상의 반사 미러(콤팩트한 또는 콤팩트하지 않은 백프로젝션 장치의 경우) 및 스크린(백프로젝션 장치의 경우)과 같이 이미저(들)에 의해 생성된 이미지를 투사하기 위한 수단을 포함하는 프런트프로젝션 또는 백프로젝션 장치에 관한 것이다.
그에 따라, 프로젝션 장치는, 본 발명에 따라, 예컨대 하나의 이미저 또는 두 개의 이미저를 포함한다{이미저 각각은 세 개의 원색 및 세 개의 복합 컬러로 만들어진 적어도 6개의 세그먼트를 갖는 컬러 휠에 의해 전파된 빔에 의해 조명되며; 이 경우, 동일한 컬러 휠은 두 이미저 모두에 사용될 수 있거나(예컨대, 동일한 컬러 휠이 두 이미저 모두에 대해 반사 또는 투과 시에 사용되는 구성이나, 대안적으로 동일한 컬러 휠이 하나의 이미저에 대해 반사 시에 사용되고 다른 이미저에 대해 투과 시에 사용되는 구성에서), 이와는 대조적으로 두 개의 별도의 휠이 사용된다}
상술한 바와 같이, 본 발명은 특정한 이미지 프로젝션 및/또는 시청 시스템에서 사용되는 이미저 또는 공간 광 변조기(SLM)를 순차 조명하기 위한 시스템에 이용된다.

Claims (11)

  1. 이미저(12)를 순차적으로 조명하는 시스템(1)으로서,
    - 적어도 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 파장 범위에서 다색 광빔을 상기 이미저(12) 쪽으로 방출하는 소스(2)와,
    - 상기 소스로부터의 광을 상기 이미저(12)의 작동 영역에 걸쳐서 균일하게 분배하기 위한 광학 수단(3)과,
    - 투과성 세그먼트(61)의 적어도 두 공통평면 서브세트를 포함하고 이들 세그먼트(61) 중 적어도 하나가 상기 빔을 교차시키도록 배치되고, 상기 세그먼트(61)가 상기 빔 교차 구역을 차례로 지나가게 하는 방식으로 회전 수단 상에 장착되는 컬러 휠(6)로서, 세그먼트(61)의 각 공통평면 서브세트가 서로 다른 컬러의 세 공통평면 세그먼트를 포함하며, 상기 세그먼트의 색조(tint), 채도(saturation), 투과도 및 크기는 상기 교차 구역을 차례로 지나게 될 때 기준 백색을 만들도록 조정되며, 상기 컬러 휠(6)은 적색에 대응하는 파장 범위로 투과시키는 세그먼트(61R)와, 녹색에 대응하는 파장 범위로 투과시키는 세그먼트(61G)와, 청색에 대응하는 파장 범위로 투과시키는 세그먼트(61B)를 포함하는, 원색 세그먼트 중 적어도 한 서브세트를 포함하는 컬러 휠(6)을 포함하는, 이미저를 순차적으로 조명하는 시스템에 있어서,
    상기 컬러 휠(6)이 적색 및 녹색에 대응하는 파장의 범위 모두에서 적어도 부분적으로 투과시키는 세그먼트{61Y(RG)}와, 녹색 및 청색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 투과시키는 세그먼트{61C(GB)}와, 적색 및 청색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 투과시키는 세그먼트{61M(BR)}를 포함하는 복합 컬러의 공통평면 세그먼트의 적어도 하나의 서브세트를 포함하며, 상기 세그먼트의 상기 복합 컬러 중 어떤 컬러도 별도로 백색 색조를 생성하지 않는 것을,
    특징으로 하는, 이미저를 순차적으로 조명하는 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 소스(2)에 의해 방출된 상기 다색 광빔의 상기 파장 범위는 또한 황색 및/또는 청록색을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미저를 순차적으로 조명하는 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 복합 컬러 세그먼트(61)의 적어도 하나의 공통평면 서브세트에서, 적색 및 녹색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 투과시키는 상기 세그먼트{61Y(RG)}는 또한 황색 톤과 등가인 파장 범위에서 적어도 부분적으로 투과시키며, 및/또는 녹색 및 청색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 투과시키는 상기 세그먼트{61C(GB)}는 또한 청록색 톤과 등가인 파장 범위에서 적어도 부분적으로 투과시키며, 및/또는 적색 및 청색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 투과시키는 상기 세그먼트{61M(BR)}는 또한 자홍색 톤과 등가인 파장 범위에서 적어도 부분적으로 투과시키는 것을 특징으로 하는, 이미저를 순차적으로 조명하는 시스템.
  4. 제 1 또는 제 3항에 있어서, 각 공통평면 서브세트의 상기 세그먼트(61)는 복합 컬러의 각 세그먼트가 이 복합 컬러 세그먼트가 투과시키는 원색의 두 세그먼트 사이에 배치되도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 이미저를 순차적으로 조명하는 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 컬러 휠(6)은 원색의 세그먼트의 공통평면 서브세트의 상기 적색 세그먼트(61R)의 적색에 대해 채도가 줄어든 적색에 대응하는 파장 범위에서 투과되는 세그먼트(61R')와, 원색의 세그먼트의 공통평면 서브세트의 상기 녹색 세그먼트(61G)의 녹색에 대해 채도가 줄어든 녹색에 대응하는 파장 범위에서 투과되는 세그먼트(61G')와, 원색의 세그먼트의 공통평면 서브세트의 상기 청색 세그먼트(61B)의 청색에 대해 채도가 줄어든 청색에 대응하는 파장 범위에서 투과되는 세그먼트(61B')를 포함하는 채도가 줄어든 컬러의 세그먼트(61)의 적어도 하나의 공통평면 서브세트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미저를 순차적으로 조명하는 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 채도가 줄어든 컬러의 상기 세그먼트(61)는 채도가 줄어든 컬러의 각 세그먼트가 등가의 색조의 원색 세그먼트에 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 이미저를 순차적으로 조명하는 시스템.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컬러 휠(6)은 어떠한 검은색 세그먼트도 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 이미저를 순차적으로 조명하는 시스템.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 조명 시스템(1)과, 상기 조명 시스템(1)에 의해 조명되고 행 및 열로 배치된 픽셀 어레이를 포함하는 이미저(12)와, 상기 이미저의 이미지를 프로젝션 스크린(5) 상으로 투사하도록 설계된 프로젝션 렌즈(4)를 포함하는, 이미지 시청 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    - 상기 이미저(12) 픽셀의 기록을 명령하기 위해 상기 이미지의 비디오 데이터를 관리하기 위한 비디오 데이터 관리 수단(111)으로서, 원색에 관한 비디오 입력 데이터(9)를 수신하기 위한 비디오 입력 인터페이스와, 상기 이미저(12)에 기록하기 위해 비디오 출력 데이터를 전송하기 위한 비디오 출력 인터페이스(91)와, 메모리(7)를 포함하는, 비디오 데이터 관리 수단(111)과,
    - 상기 이미저(12) 상의 조명 컬러에 따라 상기 비디오 출력 데이터(91)를 동기화하기 위한 동기화 수단(11)을 포함하며,
    상기 비디오 데이터 관리 수단(111)은 원색에 관한 상기 비디오 입력 데이터(9)를 원색 및/또는 복합 컬러 및/또는 채도가 줄어든 컬러에 관한 비디오 출력 데이터(91)로 변환하기 위해 계수 및/또는 값의 적어도 한 테이블(71)을 메모리(7)에 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 시청 시스템.
  10. 이미저(12)를 순차적으로 조명하는 시스템(1)으로서,
    - 적어도 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 파장 범위에서 다색 광빔을 상기 이미저(12) 쪽으로 방출하는 소스(2)와,
    - 상기 소스로부터의 광을 상기 이미저(12)의 작동 영역에 걸쳐서 균일하게 분배하기 위한 광학 수단(3)과,
    - 반사성 세그먼트(61)의 적어도 두 공통평면 서브세트를 포함하고 이들 세그먼트(61) 중 적어도 하나가 상기 빔을 교차시키도록 배치되고, 상기 세그먼트(61)가 상기 빔 교차 구역을 차례로 지나게 하는 방식으로 회전 수단 상에 장착되는 컬러 휠(6)로서, 세그먼트(61)의 각 공통평면 서브세트가 서로 다른 컬러의 세 공통평면 세그먼트를 포함하며, 상기 세그먼트의 색조, 채도, 반사도 및 크기는 상기 교차 구역을 차례로 지나게 될 때 기준 백색을 만들도록 조정되며, 상기 컬러 휠(6)은 적색에 대응하는 파장 범위로 반사하는 세그먼트(61R)와, 녹색에 대응하는 파장 범위로 반사하는 세그먼트(61G)와, 청색에 대응하는 파장 범위로 반사하는 세그먼트(61B)를 포함하는 원색 세그먼트의 적어도 한 서브세트를 포함하는, 컬러 휠(6)을 포함하는, 이미저를 순차적으로 조명하는 시스템에 있어서,
    상기 컬러 휠(6)이 적색 및 녹색에 대응하는 파장의 범위 모두에서 적어도 부분적으로 반사하는 세그먼트{61Y(RG)}와, 녹색 및 청색에 대응하는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 반사하는 세그먼트{61C(GB)}와, 적색 및 청색에 대응하 는 파장 범위 모두에서 적어도 부분적으로 반사하는 세그먼트{61M(BR)}를 포함하는 복합 컬러의 공통평면 세그먼트의 적어도 하나의 서브세트를 포함하며, 상기 세그먼트의 상기 복합 컬러 중 어떤 컬러도 별도로 백색 색조를 생성하지 않는 것을,
    특징으로 하는, 이미저를 순차적으로 조명하는 시스템.
  11. 적어도 하나의 이미저와, 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 기재된 상기 이미저 각각을 순차적으로 조명하는 시스템(1)과, 상기 이미저(들)에 의해 생성된 이미지를 투사하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 프로젝션 장치.
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