KR20060012613A - 고성능 단일 패널 및 두 개의 패널 투영 엔진 - Google Patents

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KR20060012613A
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지아잉 마
챨스 엘. 브루존
데이비드 제이. 더블유. 아스투엔
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

단일 이미지 출력기 투영 시스템은 한 번에 하나의 컬러 밴드만 조사되므로, 세 개의 이미지 출력기 시스템에 비해 낮은 광 처리량을 갖는다. 그 결과, 단일 이미지 출력기 투영 시스템의 작동 효율을 증가시키는 것이 요구된다. 본 발명은 단일 또는 이중 이미지 출력기 투영 시스템에서 보정 다중층 유전성 편광기와 같은 높은 소광비의 사전 편광기의 합체에 관한 것이다. 이는 낮은 f 수 조사 광을 갖는 조사가 허용되고 이로써, 투영 시스템의 효율을 증가시킨다. 사전 편광기는 시스템 효율을 더 증가시키기 위해 편광 회복 유닛 내에 합체될 수 있다.
이미지 출력기, 사전 편광기, 소광비, 투영 시스템, 컬러 밴드

Description

고성능 단일 패널 및 두 개의 패널 투영 엔진{HIGHLY EFFICIENT SINGLE PANEL AND TWO PANEL PROJECTION ENGINES}
본 발명은 정보를 디스플레이하기 위한 시스템, 특히 반사 이미징 장치를 사용하는 투영 시스템에 관한 것이다.
광학 이미징 시스템은 통상적으로 광 밸브 또는 광 밸브 어레이로도 불리는 투과성 또는 반사성 이미지 출력기(imager)에 관한 것이며, 이는 광 빔 상에 이미지를 부과한다. 투과성 광 밸브는 통상적으로 반투명하며, 광을 통과시킨다. 다른 한편으로는, 반사성 광 밸브는 이미지를 형성하기 위해 입력 빔의 선택된 부분만 반사한다. 반사성 광 밸브는, 제어 회로가 반사면 뒤에 위치할 수 있고, 더 나아가 기판 재료가 불투명성(opaqueness)에 의해 제한되지 않는 경우 집적 회로 기술이 사용 가능한 중요한 장점을 가진다. 신규하며 잠재적으로 비싸지 않고 소형인 액정 디스플레이(LCD) 투영기 구성은 이미지 출력기로서 반사 액정 마이크로 디스플레이의 사용에 의해 가능해진다.
많은 반사성 LCD 이미지 출력기는 투사 광의 편광을 회전시킨다. 다시 말해서, 편광 광은 가장 어두운 상태를 위해 실질적으로 개조되지 않은 편광 상태를 갖는 이미지 출력기에 의해 반사되거나, 소정 그레이 스케일을 제공하기 위해 부과된 편광 회전 정도를 갖는 이미지 출력기에 의해 반사된다. 90° 회전은 상기 시스템에 가장 밝은 상태를 제공한다. 따라서, 편광 광 빔이 일반적으로 반사성 LCD 이미지 출력기에 대해 입력 빔으로 사용될 수 있다. 소정의 소형 장치는 편광 빔 분할기(PDB)와 이미지 출력기 사이에 절첩된 광 경로를 포함하고, 이미지 출력기로부터 반사된 조사 빔 및 투영된 이미지는 PBS와 이미지 출력기 사이의 동일한 물리적 공간을 공유한다. PBS는 편광 회전 이미지 광으로부터 들어오는 광을 분리시킨다. 단일 이미지 출력기가 단색 이미지 또는 컬러 이미지를 형성하기 위해 사용된다. 다중 이미지 출력기는 또한 컬러 이미지를 형성하기 위해 사용될 수 있고, 상기 이미지의 경우, 조사 광은 다양한 컬러의 다중 빔으로 분할된다. 이미지는 각각의 빔 상에 개별적으로 부과되고, 상기 빔들은 완전 컬러 이미지를 형성하기 위해 재결합된다. 세 개의 이미지 시스템은 기계적 및 열적 응력을 견디도록 정렬되는 것이 요구된다. 광원에 의해 발생된 광을 가능한 한 많이 사용하는 것이 바람직하다. 또한 투영 엔진의 열적 기계적 비안정성이 감소되고, 비싸지 않은 것이 바람직하다.
높은 명암 대조(high-contrast)와 고휘도의 이미지 디스플레이를 제공하는 광각의 신속한 광학 구성 요소를 포함하는 광학 이미지 투영 시스템이 요구된다. 또한, 열적 및 기계적 비안정성에 대해 저항력있고 제조 비용이 비싸지 않은 이러한 시스템이 요구된다. 본 발명은 단일 또는 다중 이미지 출력기 투영 시스템에서 보정 다중층 편광기와 같은 고소광비(high extinction ratio), 처리량 사전 편광기(throughput pre-polarizer)의 합체에 관한 것이다. 이는 낮은 f 수의 조사 광의 조사를 가능케하고 이로써 투영 시스템의 효과를 증가시킨다. 사전 편광기는 시스템의 효과를 더 증가시키기 위해 편광 회복 유닛 내에 합체될 수 있다.
본 발명의 소정 실시예는 단일 이미지 출력기와, 소정 컬러 밴드에서 조사 광을 전달하기 위한 컬러 선택기를 포함하는 이미징 코어를 갖는 광 투영 시스템과, 단일 반사성 이미지 출력기 유닛에 관한 것이다. 이미징 편광 빔 분할기(PBS)는 컬러 선택기로부터 수신된 광을 단일 반사성 이미지 출력기 유닛으로 반사한다. 반사성 사전 편광기는 이미징 PBS 상의 투사 이전에 조사 광을 사전 편광시키기 위해 배치되고, 반사성 사전 편광기는 광이 f 수 또는 f/2.5 이하를 갖는 가시 스펙트럼에 걸쳐 조사될 때 반사된 광에 대해 50 : 1 이상의 소광비를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예는 각각의 제1 편광 상태 및 제2 편광 상태의 제1 및 제2 빔으로 조사 광 빔을 분할하도록 배치된 제1 편광 빔 분할기(PBS)를 포함하는 투영 시스템을 위한 이미징 코어 유닛에 관한 것이다. 제1 편광 빔 분할기는 보정 다중층 유전성 PBS이다. 제1 편광 회전자는 제1 광 빔 내의 광의 편광을 회전시키기 위해 배치된다. 제1 이미징 PBS는 제1 편광 회전식 광 빔 내의 광을 각각의 제1 이미지 출력기 유닛으로 반사하도록 배치된다. 제1 이미지 출력기 유닛에 의해 반사된 제1 이미지 광 빔은 제1 이미징 PBS를 통해 전달된다. 제2 이미징 PBS는 제2 광 빔 내의 광을 각각의 제2 이미지 출력기 유닛으로 반사하도록 배치된다. 제2 이미지 출력기 유닛에 의해 반사된 제2 이미지 광 빔은 제2 이미징 PBS를 통해 전달된다. 결합 PBS가 제1 및 제2 이미지 광 빔을 결합된 이미지 빔으로 결합하도록 배치된다. 제2 편광 회전자는 결합 PBS와 제1 및 제2 이미징 PBS 중 하나 사이에 배치되어 제1 및 제2 이미지 광 빔의 편광을 회전시킨다.
본 발명의 상술된 요약은 본 발명의 모든 실행 또는 각각의 도시된 실시예를 설명하는 것으로 의도되지 않는다. 이하의 도면 및 상세한 설명은 이러한 실시예들을 예시한다.
본 발명은 첨부된 도면과 관련된 본 발명의 다양한 실시예의 상세한 설명을 연구함으로써 더 완전하게 이해될 수 있다.
도1a는 반사성 이미지 출력기 투영기와 관련하여 사용된 사전 편광기의 개략도이다.
도1b 및 도1c는 본 발명의 원리에 따른 단일 이미지 출력기 투영기 시스템에 대한 이미지 출력기 편광기 및 사전 편광기의 다양한 구성의 개략도이다.
도2는 전달 및 반사 모두를 위한 MZIP형 편광 빔 분할기의 소광비를 도시하는 그래프이다.
도3은 다양한 범위의 f 수에 걸친 다양한 컬러 밴드에 대한 명암 대조비를 도시하는 그래프이다.
도4는 조사 광 내에서 f 수 함수에 대한 반사성 이미지 출력기 투영 엔진으로부터의 광 출력을 도시하는 그래프이다.
도5a는 본 발명의 원리에 따른 실행 편광 회복 방법의 개략도이다.
도5b는 f 수 함수에 대한 편광 회복을 사용한 투영 시스템에 대한 광 처리량 에서 게인을 도시한 그래프이다.
도6은 본 발명의 원리에 따른 단일 이미지 출력기 투영 시스템의 실시예의 개략도이다.
도7은 본 발명의 원리에 따른 단일 이미지 출력기 투영 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도8은 본 발명의 원리에 따른 두 개의 이미지 출력기 투영 시스템의 실시예의 개략도이다.
본 발명이 다양한 개조 및 다른 형태에서 가능하지만, 도면에는 예시로써 소정예가 도시되고, 이하에 상세한 설명에서 설명될 것이다. 그러나, 본 발명을 설명된 소정 실시예에 한정하는 것을 의도하는 것이 아님을 이해해야 한다. 반대로, 본 발명은 첨부된 청구항에 의해 한정된 본 발명의 사상 및 범주 내의 모든 개조, 동등물 및 대안을 포함하는 것이 의도된다.
본 발명은 높은 명암 대조, 휘도(brightness)의 이미지를 발생시키는 낮은 f 수의 광학 이미지 출력기 시스템에 특히 적용 가능하고, 반사성 이미지 출력기를 사용한 투영 시스템에 적용 가능하다.
LCD계 디스플레이는 출력 광이 바람직하지 못한 편광 상태의 광 동력에 대한 바람직한 편광 상태의 광의 동력의 비율로서 한정된 수용 가능한 소광비에 의해 선형 편광되는 것을 요구한다. 초고온(ultra high temperature) 램프를 포함한 대부분의 광원은 편광되지 않고, 일반적으로 투사 광의 소정 편광 레벨을 달성하기 위 해 사전 편광기의 사용을 발생시킨다. 사전 편광을 위해 통상적으로 MacNeille 편광 빔 분할기(PBS) 및 와이어 그리드 편광기의 두 개의 구성 요소가 사용된다. 사전 편광기는 편광되지 않은 투사광의 50%를 폐기시킨다. 상기 사전 편광기는 수용 가능한 소광비를 달성하지만, 상기 사전 편광기는 추가의 전달 손실을 추가하고 이로써 램프 광의 효과적이지 못한 사용을 발생시킨다.
몇몇의 기술은 바람직하지 못한 편광 상태에서 편광 광의 일부를 바람직한 편광 상태로 전환하기 위해 광 효과를 증가시키는데 사용되었다. 이러한 기술들은 편광 회복, 편광 배가 또는 편광 재순환으로 불린다. 편광 회복을 위한 하나의 방법은 램프에 대한 광을 균질화하기 위한 렌즈 어레이의 사용을 포함한다. 편광 회복은 주장하는 바에 의하면 PBS 어레이 및 반파 지연판(half wave retardation plate)을 사용하여 달성된다. 그러나 상기 방법은 부피가 크며 비싼 경향이 있다. 또한, 소광비는 통상적으로 3:1 이하로 매우 낮고 이로써 편광 회복 유닛과 이미지 출력기 사이에 사전 편광기의 사용을 요구한다. 편광 회복의 다른 방법은 터널 적분기의 사용을 기초로 하지만, 이들은 낮은 소광비를 가져야하며, 광이 이미징 PBS에서 투사되기 전에 이에 수반하는 사전 편광기의 사용을 필수화한다. 또한, 상기 편광 회복 방법들은 조사 광학에서 감소된 에떵뒤(etendue)를 발생시킨다. 이미지 출력기 시스템의 성능을 개선시키는 하나의 방법은 예를 들어 1999년 5월 17일 출원된 미국 출원 09/312,917호에 개시된 PBS와 같은 광각 카티션(Cartesian) 편광 빔 분할기(PBS)를 사용한다. 카티션 PBS는 개별 빔의 편광이 불변하는 대체로 직각인 주요 PBS 필름의 축들을 기준으로 하는 PBS이다. 반대로, 비카티션 PBS에서 개별 빔의 편광은 실질적으로 PBS 빔의 투사각에 따른다.
카티션 PBS의 예는 등방성의 복굴절(birefringent) 재료 교대층으로 형성된 다중층의 반사성 편광 빔 분할기(MRPB) 필름이다. 필름의 수평면이 x-y 평면으로 고려되면, 필름의 두께는 z 방향으로 측정되고 z 굴절 인덱스는 z 방향에 평행한 전기 벡터를 갖는 광에 대한 복굴절 재료에서 굴절 인덱스이다. 유사하게는, x 굴절 인덱스는 x 방향에 평행한 전기 벡터를 갖는 광에 대해 복굴절 재료의 굴절 인덱스이며, y 굴절 인덱스는 y 방향에 평행한 전기 벡터를 갖는 광에 대한 복굴절 재료에서 굴절 인덱스이다. 복굴절 재료의 x 굴절 인덱스는 등방성 재료의 굴절 인덱스와 실질적으로 동일하고, 복굴절 재료의 y 굴절 인덱스는 등방성 재료의 그것과 상이하다. 층 두께가 정확하게 선택되면, 필름은 y방향으로 편광된 가시 광을 반사하고 x 방향으로 편광된 광을 전달한다.
MRPD의 일 예는 보정 편광기 필름으로도 불리는 매치 z 인덱스 편광기(MZIP)이며, 상기 필름에서, 복굴절 재료의 z 굴절 인덱스는 실절적으로 복굴절 재료의 Y 굴절 인덱스 또는 x 굴절 인덱스와 실질적으로 동일하다. MZIP 필름은 미국 특허 제5,882,771호 및 제5,962,114호에 개시되어 있다. 증가된 수명을 갖는 MZIP의 개선된 유형은 미국 특허 제09,878,575호에 개시된 바와 같이 교대층으로서 PET/COPETPCTG를 사용한다.
본원에 도시된 많은 실시예는 반사성 실리콘 상 액정(Liquid Crystal on Silicon)(LCoS) 이미지 출력기를 사용하여 설명된다. 그러나, 이는 어떤 식으로든 한정하는 것이 아니며, 반사성 이미지 출력기 유닛의 다른 유형이 사용될 수 있는 것이 이해되어야 한다.
LCos 이미지 출력기는 고선명 텔레비젼(HDTV)에 대해 고성능의 기술 방법과 저렴한 비용을 제공한다. 단일 이미지 출력기 디자인은 더 적은 구성 요소로 인해 다중 이미지 출력기 디자인보다는 단일 시스템에 제공된다. 또한, 다중 이미지 출력기로부터 이미지를 결합하는데 사용되는 광학 요소에 대한 요구가 없으므로, 다중 이미지 출력기 시스템에 대해서보다 더 짧은 후초점 거리를 제공하는 것이 가능하다. 또한, 엔진 조립 중에 이미지 출력기 정렬에 대한 요구가 없다. 그러나, 단일 이미지 출력기 투영 시스템의 단점 중 하나는 더 낮은 광 처리량이다. 이는 이미지 출력기가 항상 레드, 그린 또는 블루의 세 개 컬러 밴드 중 하나에 대해 이미지를 부과하는 것으로 인해 발생된다. 따라서, 다른 두 컬러 밴드의 광은 사용되지 않고, 컬러 휠과 같은 컬러 필터를 사용하는 것이 통상적으로 거부된다.
단일 이미지 출력기 시스템은 투영 시스템을 통한 광이 증가될 수 있는 실용 방법에서 더 매력적이다. 본원에 설명되는 단일 패널 시스템의 처리량을 증가시키기 위한 다양한 방법은 ⅰ) 광각 사전 편광기의 사용, ⅱ) 낮은 f수 조사 광학계의 사용 및 ⅲ) 낮은 f수 편광 회복의 사용을 포함한다. 상기 세 개의 다양한 방법은 차례로 설명되고, 상기 방법들을 실행하는 다수의 다양한 시스템들이 설명된다.
사전 편광기
소광비 및 전달의 두 파라미터가 통상적으로 사전 편광기의 성능을 설명할 수 있다. LCos 이미지 출력기와 같은 반사성 이미지 출력기 유닛을 기초로 하는 투영 엔진의 일부가 도1a에 개략적으로 도시된다. 광(100)은 광원(미도시)으로부 터 사전 편광기(102) 상에 투사된다. 도면의 평면 상에 평행한 편광 벡터를 가지며, p-편광 상태인 사전 편광기(102)를 통한 광의 전달은 Tpi이며, 도면의 평면에 수직인 편광 벡터를 가지며, s-편광 상태인 광의 전달은 Tsi이다. s-편광 및 p-편광은 도면의 평면 즉, 편광 빔 분할기(PBS)(104)에 의해 한정된 반사 평면을 기준으로 하는 것을 주지해야 한다. 투영 시스템은 PBS(104) 및 이미지 출력기 유닛(106)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 사전 편광기(102)는 p-편광 상태의 광을 대부분 반사하고, s-편광 상태의 광을 대부분 전달한다. 그러나, s-편광 광의 일부(Rs1)는 반사되고 p-편광 광의 일부(Tp1)의 일부는 전달된다. 전달의 사전 편광기의 소광비(E)는 E= Tsi/Tp1으로 제공된다. Tsi은 1에 가깝고, E
Figure 112005065466714-PCT00001
1/Tp1이다.
PBS(104)는 투사 p-편광 광의 일부(Ts2)를 전달하고, 나머지(Rp2 )를 반사한다. 유사하게는, PBS(104)는 투사 s-편광 광의 일부(Ts2)를 전달하고, 나머지(Rs2)를 반사한다.
투영 시스템의 명암 대조는 어두운 상태에서 광의 누출에 의해 대부분 결정된다. 어두운 상태를 가정하고, 이미지 출력기(106)가 들어오는 편광을 개조하지 않으며, 광 누출은 주로 p-편광 광이며, 이는 이하의 식에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112005065466714-PCT00002
(1)
상기 식은 편광기가 광을 흡수하지 않고, 광을 오직 전달하거나 거부하는 것 을 가정한다. 이미징 PBS(104)가 고소광비를 가진다고 가정하면, 투영 시스템의 명암 대조는 1/Tpdark로 추정될 수 있다.
따라서, 투영 엔진 시스템의 명암 대조(C)는 아래와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112005065466714-PCT00003
(2)
식(2)는 사전 편광기의 소광비 및 이미징 PBS(104)의 p-편광 전달에 따른다.
통상적인 Macneille형 편광기 또는 와이어 그리드 편광기를 사용하는 이미징 PBS에 대해 Tp2는 2.5의 f 수에서 통상적으로 85%이다. 그러면, 명암 대조는 식(2)에 따라 7.85E가 제공된다. 전체 명암 대조가 1500이면, E 값은 192 정도가 되어야 하며, 이는 상당히 높은 것이다. 와이어 그리드 편광기는 소광을 전달으로 교환하며, 이로써 통상적으로 192의 소광에 도달하기 위해 85% 이하의 전달을 가진다.
통상적인 Macneille PBS는 반사 모드에서 사전 편광기(102)로 사용될 수 있다. 그러나, 그 높은 p-편광 반사로 인해, 소광비는 약 10:1로 낮으며, 이는 수용 가능한 엔진 명암 대조에 대해 지나치게 낮은 것이다. 와이어-그리드 편광기는 소정 소광비를 달성하기 위해 MacNeille PBS와 관련되어 사용될 수 있지만, 이는 추가의 광 손실 및 비용을 발생시킨다.
다른 한편으로는 보정 다중층 유전성 PBS는 p-편광의 높은 전달(＞98%) 및 전체 가시 파장 구역에 걸쳐 높은 명암 대조를 제공한다. 이러한 높은 Tp2에 의해 엔진 명암 대조는 식(2)에 의해 51E이며, 30:1의 사전 편광기(102)에 대한 소광 요 구를 발생시킨다. 이는 와이어 그리드 또는 MacNeille 편광기가 이미징 PBS로 사용되는 경우 편광기 요구에 대해 상당히 낮은 것이다. 또한, 보정 다중층 유전성 PBS는 사전 편광기로 사용될 수 있다. 이는 바람직한 소광비를 제공하고, 와이어 그리드 편광기보다 약 15% 높은 광 처리량을 제공한다.
보정 다중층 유전성 PBS는 전달 또는 반사의 두 개의 다른 방법으로 사전 편광기로 사용될 수 있다. 전달에서, 비편광 광은 반사광 및 전달 광으로 PBS에 의해 분할된다. 이미징 PBS는 사전 편광기를 통해 이미지 출력기로 광을 반사하도록 배치된다. 사전 편광 PBS에 의해 반사된 광은 광 트랩에 포획될 수 있다. 반사 모드에서, 사전 편광 PBS에 의해 반사된 광은 이미징 PBS로 통과된다. 이미징 PBS는 광을 사전 편광 PBS로부터 이미지 출력기로 반사시키도록 배열될 수 있다.
보정 다중층 유전성 PBS에 대한 소광비는 전달 및 반사에 대해 측정되었다. 측정의 결과가 가시 스펙트럼에 걸친 파장의 함수로써 도2에 도시된다. PBS는 SK5 글래스 프리즘들 사이에 개재된 이중 다중층 구조체였고, f/2.0 텔레센트릭 조사 광학계에 의해 조사되었다. PBS는 본원과 동일일에 출원된 3M 참조번호 58628US002의 "증가된 명암 대조를 갖는 투영 시스템"에 더 개시된다. 소광비는 PBS로부터 두 개의 직각의 편광 상태 출력에서 동력의 비율이다. 전달 모드에서, 소광비(Tp/Ts)는 전체 가시 스펙트럼에 걸쳐 1000:1이 넘는다. 반사 모드에서, 소광비(Rs/Rp)는 약 60:1에서 150:1 사이에서 변경된다. 따라서, 반사된 소광비는 50:1보다 더 높다.
보정 다중층 유전성 PBS는 반사 및 전달 모두에서 사전 편광기로 사용될 수 있다. 상기 두 개의 다른 구성은 도1b 및 도1c에 도시된다. 도1b에서, 광(120)은 보정 다중층 유전성 사전 편광기(122)로 진입한다. 보정 다중층 유전성 사전 편광기(122)는 s-편광 광의 거의 100% 및 p-편광 광의 2% 이하를 반사시킨다. 사전 편광기로부터 현저하게 s-편광 반사된 광(124)은 이미징 PBS(126)에 의해 이미지 출력기(128), 예를 들어 LCos 이미지 출력기로 반사된다. 이미지 출력기로부터 반사된 이미지 광(130)은 이미징 PBS(126)를 통해 투영 렌즈 시스템(미도시)로 전달된다. 본 실시예에서, 반사된 광 경로는 도면의 평면과 동일한 평면 상에 위치된다. 보정 다중층 유전성 사전 편광기(122)가 소정 s-편광 광의 거의 100%를 반사하므로, 이미지 출력기(128)의 조사는 높다. 이미징 PBS(126)는 보정 다중층 유전성 편광기 또는 와이어 그리드 편광기와 같은 광각의 높은 명암 대조 작동에 대해 적절한 PSB 유형일 수 있다.
다른 구성이 도1c에 개략적으로 도시된다. 상기 경우에서, 광(140)은 보정 다중층 유전성 사전 편광기(142)로 진입한다. 사전 편광기(142)는 도1b에 도시된 사전 편광기(122)의 배향에 대해 90° 배향되어, s-편광 광은 도면의 평면을 벗어나 사전 편광기에 의해 반사된다. 사전 편광기(142)를 통해 전달된 광(144)은 이미징 PBS(146)로 통과한다. 이미징 PBS(146)은 포면의 평면에서 s-편광 광을 반사하도록 배향된다. 따라서, 사전 편광기(142)로부터 전달된 광(144)은 사전 편광기(142)에 대해 p-편광에 있지만, 이미징 PBS(146)에 대해서는 s-편광에 있다. 광(144)은 이미징 PBS에 의해 이미지 출력기(148)로 반사된다. 이미지 광(150)은 이 미지 출력기(148)로부터 투영 렌즈 시스템(미도시)으로 반사된다. 상기 시스템은 높은 명암 대조를 갖는데, 이는 사전 편광기(142)가 높은 명암 대조 p-편광 광을 이미징 PBS(146)로 전달하기 때문이다.
낮은 F-수 광학 시스템
단일 이미지 출력기를 사용하는 투영 엔진에서, 투영 렌즈의 후초점 거리는 다중 이미지 출력기 시스템에서보다 상당히 짧다. 다중 이미지 출력기 시스템에서, 다른 이미지 출력기로부터의 이미지를 시계(viewing)를 위해 투영된 단일 이미지 빔으로 결합하기 위해 투영 렌즈 시스템과 다중 이미지 출력기 사이에 빔 결합 요소가 있다. 단일 이미지 출력기 시스템에서는 빔 결합 요소에 대한 요구가 없고 이로써, 투영 렌즈는 이미지 출력기에 더 가깝게 이동될 수 있다. 통상적으로, 투영 렌즈의 후초점 거리(BFL)는 다중 이미지 출력기 시스템의 거리의 약 절반일 수 있다. 이는 투영 렌즈 시스템의 f 수가 예를 들어 f/1.5로 낮도록 다중 이미지 출력기 시스템보다 더 작은 것을 허용한다.
이미지 PBS와 사전 편광기가 모두 두 보정 다중층 유전성 사전 편광기인 이미징 PBS 및 사전 편광기의 이미지 출력기로부터 형성된 투영 엔진의 명암 대조는 f 수에 의해 크게 영향받지 않는다. 명암 대조비는 조사 광에 대해 1.65 내지 4.5의 f 수 범위에 걸쳐 레드, 그린 및 블루 컬러 밴드에 대한 TFS 이미지 출력기에 대해 측정되었다. 도3에 도시된 명암 대조비는 f/2.3 렌즈를 통해 투영된 투영 광에서 측정되었다. 상기 소정 실험에서, 컬러 밴드는 블루는 430 nm - 500 nm (곡선 302), 그린은 500 nm- 600 nm(곡선 304) 그리고 레드는 600 nm - 680 nm (곡선 306)이다.
블루 컬러 밴드에 대한 명암 대조비는 약 400:1에서 약 550:1로 변경되었지만, 그린 컬러 밴드의 명암 대조는 약 650:1에서 800:1로 변경되었다. 레드 컬러 밴드에 대한 명암 대조비는 블루 밴드와 그린 밴드 사이의 어딘가에서 약 450:1과 750:1 사이에서 변경된다. 상기 도면으로부터 나타난 중요성은 모든 컬러 밴드의 명암 대조는 250:1보다 컸고, 350:1 보다 컸고, 조사 f 수에 대해 1.65 정도로 낮았다. 2.5의 f 수 조사에서, 모든 컬러 밴드 내의 명암 대조비는 400:1보다 컸다.
투영 시스템을 통과하는 광의 양은 도4에 도시된 바와 같이 f 수에 따르며, 도4는 조사 f 수의 함수로써 임의의 유닛으로 투영 엔진으로부터 광 처리량을 도시한다. f/1.5에서, 광 처리량은 약 1600 유닛이며, f/3.2에서 약 1000 유닛이다. f/1.5 - f/4.5 범위에 걸친 광 처리량의 변경은 더 크다. 도4에 도시된 바와 같이, f/2.4로부터 f1.5로의 f 수의 감소는 약 25%의 광 처리량의 증가를 발생시킨다.
편광 회복
투영 시스템에 사용된 광원은 일반적으로 비편광 광을 발생시킨다. 따라서, 반사성 편광기 상에 투사될 때, 광의 약 절반은 전달되고 광의 약 절반은 반사된다. 반사성 편광기는 빔 중 하나에 의해 다른 빔과 다른 방향으로 빔을 반사함으로써 직각 편광의 빔으로 광을 분리한다. 비편광 광으로의 사전 편광기 또는 이미징 PBS의 사용은 투사 광의 약 절반이 폐기되는 것을 발생시킨다. 편광 회복은 투사 방사의 편광을 소정 편광으로 전환하는데 사용되고 이로써, 소량의 광이 폐기된 다.
이를 실행하는 하나의 방법이 이하에 도5a를 참조하여 설명된다. 광원(미도시)으로부터의 광(500)은 일 단부(508)에서 개구(506)를 통해 반사 터널(504)로 배향된다. 광(510)은 다른 단부(514)에서 반사 편광기(512)를 향해 터널 하부에서 바운스된다. 광의 대략 절반은 편광기(512)를 통해 전달되고, 절반은 터널(504)로 후방 반사된다. 반사 편광기(512)는 보정 다중층 유전성 PBS이며, 반사기(513)는 터널(504) 후방으로 반사된 광을 반사시키는데 사용될 수 있다. 보정 다중층 유전성 편광기(512)를 사용함으로써 터널(504)로부터의 증가된 전달을 위해 제공되고 고소광비를 제공한다.
터널(504)로 후방 반사된 광은 터널(504)을 통해 재순환되고, 반사기(516)로 반사되어 단부(508)로 입력되어 결국 제2 단부(514)에서 나타나고, 한번 더 편광기(512) 상에 투사된다. 터널 내의 다중 반사는 소정 정도로 광을 편광 소멸시키고, 재투사된 광의 일부는 편광기(512)를 통해 전달된다. 반사된 편광 상태의 편광 소멸은 터널 단부(514)와 편광기(512) 사이에 사분의 일 파장 지연판(518)과 같은 감편광층(polarization sensitive layer)을 사용하여 개선될 수 있다. 토널 내의 열 효과는 터널(504)이 컬러 선택 후 위치되는 경우 감소될 수 있다.
편광 회복은 일반적으로 처리량과 에떵뒤 사이의 교환을 발생시킨다. 통상적으로 에떵뒤의 감소는 큰 f 수에서 소형 이미지 출력기를 위해 중요해지고, 상기 수는 17.8 mm(0.7") 이상의 대각선 치수를 갖는 큰 이미지 출력기 및 작은 아크 갭을 갖는 램프로의 편광 회복의 응용을 제한한다. 15.3 mm(0.601")의 대각선 치수 를 갖는 이미지 출력기를 사용하고, 다양한 f 수에 대한 편광 회복 터널을 사용하는 광 처리량의 계산된 증가가 도5b에 도시된다. 도시된 바와 같이, f/2.4의 f 수에서는, 실질적으로 광 출력량의 증가보다는 손실이 있다. 그러나, 낮은 f 수에 의해 상당한 광 게인을 얻을 수 있다. 예를 들어, f/1.5에서, 18%의 광 게인이 있다. 게인은 더 큰 이미지 출력기를 사용함으로써 더 증가될 수 있다. 예를 들어, 이미지 출력기가 17.8 mm(0.7")의 대각선 치수를 가지면, 편광 회복 터널을 사용하여 f/1.5에서 35%의 출력량 게인이 제공된다.
사전 편광기, 낮은 f 수 및 편광 회복의 상술된 세 가지 방법은 모두 단일 이미지 출력기계 투영 시스템의 사용을 증가시키도록 사용될 수 있다. 이러한 시스템의 일 예가 도6을 참조하여 이하에 설명된다. 투영 시스템(600)은 광을 발생시키는 아크 램프와 같은 광원(602)을 가진다. 반사기(604)는 광원(602)으로부터 터널 적분기(606)로 광을 지향하는데 사용될 수 있다. 필터(608)는 자외선 및/또는 적외선을 필터링하기 위해 터널 적분기(606) 이전에 배치될 수 있다. 컬러 선택기(610), 예를 들어 컬러 휠은 언제든지 조사를 위해 하나의 컬러 밴드를 선택하기 위해 터널 적분기(606) 이전 또는 이후에 배치될 수 있다. 터널 적분기(606)는 또한 편광 회복을 포함할 수 있다.
보정 다중층 유전성 사전 편광기(612)는 이미징 PBS(614) 상의 투사 이전에 광을 사전 편광시키는데 사용될 수 있다. 이미지 출력기(614) 상에 투사된 광은 2.5 또는 그 이하의 f 수를 가질 수 있고, 2.0 또는 그 이하 또는 1.5 또는 그 이하의 f 수를 가질 수 있다. 광은 이미징 PBS(614)에 의해 이미지 출력기(616)로 반사되고, 상기 이미지 출력기는 편광 변조 이미지를 부과하기 위해 광 빔의 일부를 변조한다. 이미지 광은 이미징 PBS(614)을 통과하여 투영 렌즈 시스템(618)으로 진행한다. 투영 렌즈 시스템(618)에 도달한 광은 1.5 또는 그 이하의 낮은 f 수를 가질 수 있다. 이미지 광은 컬러 선택기(610)에 의해 광 상에 부과된 컬러 밴드에 의해 커버된 가시 구역(400 nm - 700 nm)에 걸쳐 250:1 이상의 명암 대조를 가진다. 이미지 명암 대조는 컬러 밴드에 걸쳐 350:1 이상일 수 있다.
제어 유닛(620)이 이미지 출력기(616)에 의해 부과된 이미지를 제어하고 컬러 선택기(610)와 이미지를 동기화하기 위해 사용될 수 있다. 투영 시스템(600)이 예를 들어 고선명 텔레비젼과 같은 텔레비젼에 대해 투영 엔진을 포함하면, 제어 유닛(620)은 또한 텔레비젼 픽처 이미지를 처리하고 투영하기 위한 다른 회로 및 텔레비젼 튜너(tuner)를 포함할 수 있다.
보정 다중층 유전성 사전 편광기가 예를 들어, 도7의 투영 시스템(700)에 조사된 바와 같이 반사 대신에 전달에 사용될 수 있는 것을 이해할 것이다. 본 실시예에서, 사전 편광기(172)는 또한 광원(602)으로부터의 광의 편광을 소정 편광 상태로 전환하기 위해 사용된 편광 회복 유닛(706)의 일부를 형성한다. 사전 편광기(712)에는 편광 회복을 돕기 위한 반사기(713)가 제공될 수 있다. 이미지 광이 2.5 또는 그 이하의 f 수를 갖는 모든 컬러 밴드에 걸쳐 적어도 250:1 이상의 높은 명암 대조를 유지하기 위해서 사전 편광기(712) 및 이미징 PBS(614)를 제외하고는, 다른 편광 장치는 요구되지 않는다.
단일 이미지 출력기 투영 시스템(600, 700)은 그 디자인에 있어서 매우 간단 하며, 레드, 그린 및 블루의 세 개의 컬러 밴드 각각에 대해 하나의 이미지 출력기를 사용하는 종래의 세 개의 이미지 출력기 시스템에 비해 적은 수의 구성 요소를 요구한다. 단일 이미지 출력기 투영 시스템은 그 구성 요소의 수가 감소하였으므로, 세 개 이미지 출력기 시스템보다 저렴하다. 또한, 낮은 f 수 투영 렌즈 시스템의 비용은 후초점 길이가 감소하므로 더 감소될 수 있다. 단일 이미지 출력기 투영 시스템은 또한 세 개의 다양한 이미지 출력기를 정렬하는 단계가 회피되므로 제조하기에 더 간단하다.
또한 열적 및/또는 기계적 안정성에 의한 제조에 뒤따르는 이미지 출력기의 오정렬의 문제가 회피된다. 세 개 이미지 출력기 시스템에서, 이미지 출력기는 기계적 안정성으로부터 발생되는 문제를 감소시키기 위해 자주 각각의 PBS에 직접 장착된다. 그러나, 이는 이미지 출력기와 PBS의 양호한 매치를 요구하는 문제를 발생시킨다. 열적 및 기계적 오정렬의 문제는 단일 이미지 출력기 투영 시스템에서 감소되고, 이로써 이미지 출력기는 PBS에 부착될 필요가 없다. 이는 PBS에서 사용되는 글래스 재료의 더 큰 선택을 허용한다.
투영 시스템(600, 700)은 높은 명암 대조 이미지를 제공하면서, 단일 이미지 출력기 시스템에 대해 높은 광출력을 가진다. 단일 이미지 출력기 시스템은 f/1.5와 같은 낮은 f 수에서 레드, 그린 및 블루 컬러 밴드에 걸쳐 350:1 이상의 이미지 명암 대조를 달성한다.
상술된 단일 이미지 출력기 시스템의 장점 중 일부를 포함하는 두 개의 이미지 출력기 시스템(800)의 소정 실시예가 도8에 개략적으로 도시된다. 두 개 이미 지 출력기 시스템은 2.5 또는 그 이하의 f 수를 갖는 이미지 광을 제공할 수 있고, 또한 다양한 컬러 밴드에서 350:1 이상의 명암 대조비를 달성한다. 이는 편광 컨버터를 사용하지 않는다. 대신에, 조사 광을 이미지에 의해 각각 이중 부과하는 두 부분으로 분할하기 위해 단일의 보정 다중층 유전성 사전 편광기를 사용하고, 상기 이미지는 이 후 단일 출력 이미지로 결합된다.
도시된 실시예에서, 시스템(800)은 광을 발생시키기 위해 광원(802)을 가진다. 반사기(804)는 광을 배향하기 위해 사용될 수 있다. 더 균일한 광의 휘도를 제공하기 위해 터널 적분기(806)가 사용될 수 있다. 광은 컬러 휠과 같은 컬러 선택기(808)를 통과한다. 도시되지 않은 필터가 바람직하지 않은 자외선 및 적외선 광을 필터링하기 위해 사용될 수 있다.
시스템(800)은 광을 직각의 편광(812, 814)의 두 개의 빔으로 분할하기 위해 보정 다중층 유전성 사전 편광기(810)을 사용한다. 상기 사전 편광기(810)는 높은 소광 및 처리량의 직각 편광 광 빔을 발생시킨다. 시스템(800) 내의 다양한 지점에서 광의 편광 상태가 도면의 평면과 평행하는 편광을 표시하는 이중 헤드 화살표 및 종이의 평면에 수직인 편광을 도시하는 검은 원으로 도시된다. 전달된 빔(812)은 반파 지연기와 같은 광대역 편광 회전자(814)를 통과하고, 제1 이미징 경로를 따라 제1 이미징 PBS(816) 상에 투사된다. 광은 제1 이미지 출력기(818)로 반사되고, 이미지 광(820)은 결합 PBS(822)를 통해 투영 렌즈 시스템(824)으로 반사된다.
사전 편광기(810)에 의해 반사된 광(826)은 제2 이미징 경로를 따라 제2 이미징 PBS(828)로 배향된다. 사전 편광기(810)의 소광비가 충분히 높으므로, 사전 편광기(810)와 제2 이미징 PBS(828) 사이에는 예를 들어 정화(clean up) 편광기와 같은 추가의 편광기가 없는 것은 중요하다. 제2 이미징 PBS(828)는 광을 제2 이미지 출력기(830)로 배향시킨다. 이미지 광(832)은 제2 이미징 PBS(828)를 통해 결합 PBS(822)로 반사되고, 제1 및 제2 이미지 출력기(818, 830)로부터의 이미지 광은 투영 렌즈 시스템(824)으로 전파되는 단일 이미지 빔(834)으로 결합된다. 결합 PBS(824)에 대한 명암 대조 요구는 다른 PBS 및 추가의 보정 다중층 유전성 사전 편광기에 대한 요구보다 낮고, 결합 PBS(822)는 이미지를 반사하는데 사용되고 또한, 반사된 이미지(832)가 제2 이미지 출력기(830)로부터의 광을 변형시키기 않도록 결합면은 바람직하게는 평면이다.
도시된 실시예에서, 예를 들어 반파 지연판인 제2 편광 회전자(836)는 제2 이미징 PBS(828)과 결합 PBS(822) 사이에 배치되고 이로써, 제2 이미징 PBS(828)를 통해 전달된 이미지 광은 결합 PBS(822)에 의해 반사된다. 제2 편광 회전자(836)는 또한 제1 이미징 PBS(816)과 결합 PBS(822) 사이에 위치되는 것을 이해할 수 있다. 이러한 경우, 결합 PBS는 제1 이미지 출력기로부터 수신된 이미지 광을 반사하고, 제2 이미지 출력기(830)로부터 수신된 이미지 광을 전달하도록 지향된다.
제1 및 제2 편광 회전자(814, 836)는 반파 지연 필름일 수 있고, 통상적으로 하나의 파장을 가지며, 이 때 회전은 정확히 반파이며, 회전은 다른 파장에 대해 절반 이하 또는 약간 더 크다. 두 개의 편광 지연기의 최적 파장은 상이하고 이로써 결합 출력 이미지 빔(834)은 균형화된 컬러를 가진다. 예를 들어, 초고압 램프(UHP)는 투영 광 엔진에 널리 사용된다. UHP 램프는 강한 그린 광을 출력하고, 블 루 및 레드 광 출력은 비교적 낮다. 따라서, 시스템이 레드 및 블루 컬러 밴드의 광에 대해 더 높은 전체 처리량을 갖는 것이 바람직하다. 가시 광에 대한 통상의 광대역 반파 지연 필름은 그린 광에서 정점에 달한다. 그러나 본 실시예에서, 두 개의 편광 지연기는 상이한 파장에서 즉, 예를 들어 하나는 블루 컬러 밴드에서, 다른 하나는 레드 컬러 밴드에서 정점에 달한다. 따라서, 레드 및 블루 처리량은 그린 광의 처리량보다 더 높고, 편광 회전자가 그린 광에 대해 최적화되면, 이미지 광의 컬러는 더 바람직하게 균형화된다. 편광 회전자에 대한 최적 파장값은 소정 컬러 요구를 충족하도록 선택되는 것을 이해할 수 있다. 선택은 광원으로부터 방출된 광의 컬러 균형 및 시스템의 다양한 광학 구성 요소 내의 광의 흡수를 포함하지만 이에 한정되지는 않는 다수의 인자를 기초로 할 수 있다.
단일 출력 편광 상태가 양호한 경우, 사분의 일 파장 편광 지연기(838)는 결합 PBS(822)와 투영 렌즈 시스템(824) 사이에 배치될 수 있다. 이는 각각의 이미지 출력기(818, 830)로부터의 이미지 광이 원형으로 편광되는 것을 발생시킨다. 지연기(838)는 결합 PBS(822)의 출력면에 부착된 지연 필름일 수 있다.
상기 방법에서, 컬러 밴드의 모든 광은 이미지를 투영하기 위해 사용되고 이로써 이미지 휘도를 증가시킨다. 이미징 PBS(816, 828) 및 편광기(810)로 사용된 편광 빔 분할기는 보정 다중층 유전성 사전 편광기를 사용하여 모두 형성될 수 있고, 상기 편광기의 경우, 낮은 f 수 광은 f/1.5 또는 그 이하가 사용될 수 있다. 편광기를 통한 전달은 통과 편광 상태에 대해 높고 낮은 f 수가 사용될 수 있으므로, 보정 다중층 유전성 사전 편광기의 사용은 투영 시스템을 통한 광의 양을 증가 시킨다. 이미지 출력기(818, 828)에 의해 부과된 이미지를 제어하고, 컬러 선택기(808)와 이미지를 동기화하기 위해 제어 유닛(840)이 사용될 수 있다. 투영 시스템(808)이 예를 들어 고선명 텔레비젼과 같은 텔레비젼에 대한 투영 엔진을 포함하는 경우, 제어 유닛(830)은 텔레비젼 픽처 이미지를 처리하고 투영하기 위해 다른 회로 및 텔레비젼 튜너를 포함한다.
본 발명이 반사성 이미지 출력기를 사용하는 디스플레이를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 전달 이미지 출력기를 사용하는 디스플레이의 편광 회복 및 사전 편광에 대해 사용될 수 있는 것을 이해해야 한다.
상술된 바와 같이, 본 발명은 디스플레이 장치에 응용 가능하고, 저렴하고, 높은 휘도의 이미지 투영 시스템을 제공하는데 특히 유용하다. 본 발명은 상술된 소정 예시를 제한하는 것이 아니라, 첨부된 청구항에 설명된 본 발명의 모든 양태를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명이 응용될 수 있는 다양한 개조, 동등한 과정 및 다수의 구조체는 본원을 연구함으로써 당해 기술 분야의 숙련자들에게 용이하게 이해될 수 있다. 청구항은 이러한 개조 및 장치를 포함하는 것으로 의도되었다.

Claims (33)

  1. 단일 이미지 출력기 광 투영 시스템이며,
    소정 컬러 밴드에서 조사 광을 전달하기 위한 컬러 선택기와,
    단일 반사성 이미지 출력기 유닛과,
    상기 컬러 선택기로부터 수신된 광을 단일 반사성 이미지 출력기 유닛으로 반사하기 위한 이미징 편광 빔 분할기(PBS)와,
    상기 이미징 PBS 상에 투사되기 전에 조사 광을 사전 편광시키기 위해 배치된 반사성 사전 편광기를 구비하는 이미징 코어를 포함하고,
    상기 반사성 사전 편광기는 광이 f/2.5 이하의 낮은 f 수를 갖는 가시 스펙트럼에 걸쳐 조사될 때 반사된 광에 대해 50:1 이상의 소광비를 갖는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이미징 코어로부터 반사된 이미지 광은 2.5 이하의 f 수와 각각의 컬러 밴드에서 적어도 250:1의 명암 대조비를 갖는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이미지 광의 f 수는 2 이하인 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이미지 광의 f 수는 1.5 이하인 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 각각의 컬러 밴드의 명암 대조비는 350:1 이하인 시스 템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 컬러 선택기에 의해 전달된 조사 광을 발생시키기 위한 광원을 더 포함하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 컬러 선택기를 통과하는 컬러 밴드와 이미지 출력기 유닛 상의 투사 광에 부과된 이미지를 동기화하기 위해, 상기 컬러 선택기와 상기 반사성 이미지 출력기 유닛에 결합된 제어 유닛을 더 포함하는 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어 유닛은 텔레비전 튜너 및 제어 회로를 포함하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 이미지 광을 투영하기 위해 배치된 투영 렌즈 유닛을 더 포함하고, 상기 투영 렌즈 유닛은 2.5 이하의 f 수를 갖는 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 투영 렌즈 유닛은 2 이하의 f 수를 갖는 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 투영 렌즈 유닛은 1.5 이하의 f 수를 갖는 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 이미징 코어는 광을 소정 편광 상태로 전환하기 위한 편광 회복 유닛을 더 포함하고, 상기 반사성 사전 편광기는 편광 회복 유닛의 편광 요소를 형성하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 편광 회복 유닛은 편광 회복 터널을 포함하는 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 편광 회복 유닛은 컬러 선택기 유닛과 반사성 이미지 출력기 유닛 사이에 배치되는 시스템.
  15. 제12항에 있어서, 상기 사전 편광기는 바람직하지 않은 편광 내의 광을 편광 회복 터널로 후방 반사시키는 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 사전 편광기는 광을 이미징 PBS로 반사시키는 시스템.
  17. 제1항에 있어서, 상기 사전 편광기는 보정 다중층 유전성 사전 편광기인 시스템.
  18. 제1항에 있어서, 상기 이미징 PBS는 보정 다중층 유전성 사전 편광기인 시스템.
  19. 제1항에 있어서, 전체 컬러 밴드에 걸쳐 250:1 이상의 명암 대조비는 편광 요소로서 이미징 PBS 및 사전 편광기만을 사용하여 달성되는 시스템.
  20. 상기 투영 시스템을 위한 이미징 코어 유닛이며,
    조사 광 빔을 각각의 제1 및 제2 편광 상태의 제1 및 제2 광 빔으로 분할하기 위해 배치되며, 보정 다중층 유전성 PBS인 제1 편광 빔 분할기(PBS)와,
    제1 광 빔의 광의 편광을 회전시키기 위해 배치된 제1 편광 회전자와,
    제1 편광 회전된 광 빔 내의 광을 제1 반사성 이미지 출력기 유닛으로 반사시키도록 배치되고, 상기 제1 이미지 출력기 유닛에 의해 반사된 제1 이미지 광 빔을 전달시키는 제1 이미징 PBS와,
    제2 광 빔 내의 광을 제2 반사성 이미지 출력기 유닛으로 반사시키기 위해 배치되고, 상기 제2 이미지 출력기 유닛에 의해 반사된 제2 이미지 광 빔을 Z전달시키는 제2 이미징 PBS와,
    제1 및 제2 이미지 광 빔을 결합된 이미지 빔으로 결합시키도록 배치된 결합 PBS와,
    제1 및 제2 이미지 광 빔 중 하나의 편광을 회전시키도록 제1 및 제2 이미징 PBS 중 하나와 결합 PBS 사이에 배치된 제2 편광 회전자를 포함하는 유닛.
  21. 제20항에 있어서, 상기 광은 정화 편광기를 통과하지 않고 제1 PBS로부터 제1 및 제2 이미징 PBS 모두로 통과하는 유닛.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제1 편광 회전자는 제1 파장의 광에 대해 최적화되고, 제2 편광 회전자는 제1 파장과 상이한 제2 파장의 광에 대해 최적화되는 유닛.
  23. 제20항에 있어서, 결합 이미지 빔을 투영하기 위해 배치된 투영 렌즈 유닛을 더 포함하는 유닛.
  24. 제21항에 있어서, 상기 결합 이미지 빔이 투영 렌즈 유닛에 의해 투영되는 투영 스크린을 더 포함하는 유닛.
  25. 제20항에 있어서, 상기 조사 광 빔을 발생시키기 위한 광원을 더 포함하는 유닛.
  26. 제25항에 있어서, 상기 결합 이미지 광 빔은 2.5 이하의 f/수를 가지며, 결합 이미지 광은 그 컬러 밴드에서 250:1 이하의 명암 대조비를 갖는 유닛.
  27. 제26항에 있어서, 상기 명암 대조비는 그 컬러 밴드에서, 350:1 이하의 명암 대조비를 갖는 유닛.
  28. 제25항에 있어서, 상기 광원과 제1 PBS 사이에 배치된 컬러 선택기를 더 포 함하는 유닛.
  29. 제28항에 있어서, 상기 컬러 선택기는 컬러 휠인 유닛.
  30. 제28항에 있어서, 반사성 이미지 출력기 유닛에 의해 부과된 이미지와 컬러 선택기에 의해 선택된 컬러를 동기화하기 위해, 제1 및 제2 이미지 출력기 유닛 및 컬러 선택기와 결합된 제어기를 더 포함하는 유닛.
  31. 제20항에 있어서, 상기 결합 PBS는 와이어 그리드 편광기인 유닛.
  32. 제20항에 있어서, 상기 결합 이미지 빔의 편광을 지연시키도록 배치된 사분의 일 지연기를 더 포함하는 유닛.
  33. 제20항에 있어서, 상기 제1 및 제2 이미징 PBS는 보정 다중층 유전성 PBS인 유닛.
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