KR20070012824A - 상이한 색상 채널용 분리 광로를 갖는 조사 시스템 - Google Patents

상이한 색상 채널용 분리 광로를 갖는 조사 시스템 Download PDF

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KR20070012824A
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사이몬 마가릴
토드 에스. 러더포드
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

조사 시스템이 개시되어 있으며, 이것은 상이한 색상의 조사 채널 및 하나 이상의 화상-형성 장치를 포함한다. 각 조사 채널은 광원 뱅크를 포함하며, 화상-형성 장치는 하나 이상의 조사 채널로부터의 조사를 수용하도록 배치된다. 하나 이상의 조사 채널은 광파워를 갖는 광학 소자 또는 균질화하는 광학 소자와 같은, 광학 소자를 포함하며, 이것은 임의의 다른 조사 채널과 공유되지 않으며 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치된다.
조사 시스템, 화상-형성 장치, 광원 뱅크, 광학 소자, 광파워, 색상

Description

상이한 색상 채널용 분리 광로를 갖는 조사 시스템{ILLUMINATION SYSTEM WITH SEPARATE OPTICAL PATHS FOR DIFFERENT COLOR CHANNELS}
본 발명은, 예를 들어, 프로젝션 시스템에서의 적용을 발견할 수 있는 조사시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상이한 색상 채널용 분리 광로를 적어도 부분적으로 갖는 조사 시스템에 관한 것이다.
전형적인 프로젝션 시스템은 광원, 조사 광학계, 하나 이상의 화상 형성 장치, 프로젝션 광학계, 및 프로젝션 스크린을 일반적으로 포함한다. 조사 광학계는 하나 이상의 광원으로부터 광을 집광하고 소정의 방식으로 하나 이상의 화상 형성 장치로 광을 향하게 한다. 전기적으로 조절되고 처리된 디지털 비디오 신호 또는 다른 입력 데이터에 의해 제어된 화상 형성 장치는 비디오 신호 또는 입력 데이터에 대응하는 화상을 생성한다. 그런 후, 프로젝션 광학계는 화상을 확대하여 프로젝션 스크린상에 그것을 프로젝션한다. 색상 유지 시스템과 결합한, 아크 램프와 같은 백색 광원이 프로젝션 표시 시스템용 광원으로서 여전히 광범위하게 사용되고 있다. 그러나, 최근에, 발광 다이오드(LEDs)가 대안으로 도입되었다. 발광 다이오드(LED) 광원의 장점은 긴 수명, 높은 효율, 및 우수한 열적 특성을 포함한다.
프로젝션 시스템에 자주 사용되는 화상 형성 장치의 일례로서, 디지털 마이 크로-미러(micro-mirror) 장치 또는 디지털 광 처리 장치(DLP)가 있다. DLP의 주요 특징은 경사 가능한 마이크로-미러의 어레이이다. 각 미러 경사는 각 미러와 결합된 메모리 셀에 적재된 데이터에 의해 독립적으로 제어되어, 미러가 반사 광을 조종하고 프로젝션 스크린상의 픽셀에 비디오 데이터를 공간적으로 맵핑하도록 한다. 온 상태에서 미러에 의해 반사된 광은 프로젝션 광학계를 통과하여 스크린상에 프로젝션되어 명시야(明視野)를 일으킨다. 반면에, 오프 상태에서 미러에 의해 반사된 광은 프로젝션 광학계를 벗어나, 암시야(暗視野)를 야기한다. 색 화상은 색상 시퀀스에 의하여 단일 DLP를 가지고 생성될 수도 있으며, 또는 선택적으로, 각각이 원색을 가지고 조사되는 세 개의 DLP로 생성될 수도 있다.
화상 형성 장치의 다른 예는 실리콘 소자(LCoS) 상의 액정과 같은 액정 패널을 포함한다. 액정 패널에서, 액정 재료의 배향은, 비디오 신호에 대응하는 데이터에 의해 결정되는 것으로서, 인크리멘트(increment)적으로(픽셀 대 픽셀) 제어된다. 액정 재료의 배향에 따라서, 입사광의 편광이 액정 구조에 의해 변경될 수 있다. 따라서, 편광기 또는 편광 빔 스플리터(polarizing beam splitter)의 적절한 사용에 의해, 입력 비디오 데이터에 대응하는 어둡고 밝은 영역이 만들어질 수 있다. 색 화상은, 하나의 LCos 장치와 관계하는 연속 색상을 사용함으로써, EH는 각 원색에 대하여 분리된 LCoS 장치를 사용함으로써, DLPs와 유사한 방식으로 액정 패널을 사용하여 형성된다.
다른 타입의 화상 형성 장치는 고온 폴리실리콘 액정 소자(HTPS-LCD)이다. HTPS-LCD는, 비디오 신호에 대응하는 데이터에 의해 결정되는 것으로서, 그 배향은 인클리멘트적으로(픽셀 대 픽셀) 제어될 수 있는, 액정층을 또한 포함한다. 액정층은 유리 기판과 투명 전극의 어레이 사이에 끼워져, 투과시의 조작용으로 적합하게 된다. 각 HTPS-LCD 픽셀의 코너에는, 초소형 박막 트랜지스터가 있다.
본 발명은 상이한 색상의 조사 채널을 포함하는 조사 시스템에 관한 것이다. 각 조사 채널은 광파워를 갖는 적어도 하나의 광학 소자를 갖는 광원 뱅크를 포함한다. 그러한 조사 시스템은 적어도 하나의 조사 채널로부터 조사를 수용하기 위해 배치된 화상 형성 장치를 또한 포함한다. 이러한 조사 채널의 적어도 하나의 광학 소자의 적어도 하나는 다른 조사 채널과 공유되지 않고, 각 광학 소자는 그의 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치된다.
또한, 본 발명은 상이한 색상의 조사 채널을 포함하는 조사 시스템에 관한 것이며, 각 조사 채널은, 차례로, 광원 뱅크를 포함한다. 그러한 조사 시스템은 하나 이상의 광학 소자를 가지며, 그 광학 소자는 조사 채널 중 하나에 배치된, 균질화하는 광학 소자 또는 광파워를 갖는 광학 소자일 수 있으며, 그 광학 소자는 다른 조사 채널과 공유되지 않고 그의 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치된다. 이러한 조사 시스템은 하나 이상의 조사 채널로부터 조사를 수용하기 위해 배치된 화상 형성 장치를 더 포함한다.
본 발명은 제1 색상 조사 채널 및 제2 색상 조사 채널을 포함하는 조사 시스템에 관한 것이다. 제1 색상 조사 채널은 제1 화상 형성 장치에 광학적으로 연결된 제1 광원 뱅크를 포함하는 반면에, 제2 색상 조사 채널은 제2 화상 형성 장치에 광학적으로 연결된 제2 광원 뱅크를 포함한다. 그러한 조사 시스템은, 조사 채널 중 하나에 배치된 균질화하는 광학 소자 또는 광파워를 갖는 광학 소자와 같은, 광학 소자를 또한 포함하며, 이 광학 소자는 임의의 다른 조사 채널과 공유되지 않고, 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치된다.
또한, 본 발명은 제1 광원 뱅크를 갖는 제1 색상 조사 체널, 제2 광원 뱅크를 갖는 제2 색상 조사 채널, 제1 및 제2 광원 뱅크에 광학적으로 연결된 화상 형성 장치, 및 광학 소자 시스템을 포함하는 조사 시스템에 관한 것이다. 광학 소자 시스템은, 적분기, 제1 광원 및 제1 및 제2 조사 채널의 조사를 결합하는 적분기와의 사이에 배치된 다이크로익 미러를 포함한다. 그러한 조사 시스템에서, 광원 뱅크의 하나 이상은 복수의 광원과 복수의 광학 소자를 포함하며, 광원과 광학 소자는 복수 개의 조준 채널(aimed-in channel)을 형성하도록 구성된다.
본 발명의 조사 시스템의 다른 태양은 첨부된 도면과 함께 상세히 후술되는 실시예들로부터 당업자에게 명확하게 될 것이다.
당업자가 본 발명의 사용 방법을 완전히 이해할 수 있도록, 대표적인 실시예들이 도면을 참조하여 이하에 상세히 설명될 것이다.
도1은 본 발명에 따라 구성된 대표적인 조사 시스템을 병합한 3-패널 프로젝션 시스템의 일부를 개략적으로 도시한 도.
도2a는 6 개의 형상화된 반사기부로부터 형성된 반사기 본체를 포함하는, 본 개시물에 따른 구성된 임의의 조사 시스템에서 사용하기에 적절한 대표적인 광원 뱅크를 개략적으로 도시한 도.
도2b는 도2a에 도시된 바와 같이 구성된 광원 뱅크를 관통하는 단면도를 개략적으로 도시한 도.
도2c는 4개의 형상화된 반사기부로부터 형성된 반사기 본체를 포함하는, 본 개시물에 따라서 구성된 임의의 조사 시스템에 사용하기에 적절한 대표적인 광원 뱅크를 개략적으로 도시한 도.
도3은 LEDs 또는 유사 광원이 굴절 어레이 및 콘덴서와 결합하여 사용되는, 본 발명에 따라 구성된 임의의 조사 시스템에 사용하기에 적당한 또 다른 대표적인 광원 뱅크를 나타내는 개략적인 사시도.
도4는 LEDs 또는 유사 광원이 굴절 어레이 및 조준 채널과 결합하여 사용되는, 본 발명에 따라 구성된 임의의 조사 시스템에 사용하기에 적당한 또 다른 대표적인 광원 뱅크를 나타내는 개략적인 사시도.
도5a는 4 개의 프리즘을 사용하는 부분할된 구경 장치와 결합하는 광원 뱅크의 대표적인 장치를 도시하는 도.
도5b는 4 개의 프리즘을 사용하는 또 다른 부분할된 구경 장치와 결합하는 광원 뱅크의 대표적인 장치를 도시하는 도.
도5c는 3 개의 프리즘을 사용하는 부분할된 구경 장치와 결합하는 광원 뱅크의 대표적인 자치를 보여주는 도.
도6a는 적분기에 대하여 광원 뱅크의 또 다른 대표적인 장치를 보여주는 도.
도6b는 도6a에서 기재된 장치에서 사용하기에 적절한 광원 뱅크의 예시적인 구성을 좀 더 상세하게 설명하는 도.
도7은 본 개시물에 따르는 대표적인 조사 시스템을 병합한 3-패널 프로젝션 시스템의 일부분을 개략적으로 도시한 도.
도8은 본 개시물에 따라서 구성된 대표적인 조사 시스템을 병합한 또 다른 대표적인 3-패널 프로젝션 시스템의 일부분을 개략적으로 보여주는 도.
도9a는 다방향성 광학 소자를 개략적으로 보여주는 사시도.
도9b는 방향 9B-9B를 따라서 얻어진 도9a에 도시된 다방향성 광학 소자의 단면을 개략적으로 보여주는 단면도.
도10은 본 개시물에 따라서 구성된 대표적인 조사 시스템을 병합한 1-패널 프로젝션 시스템의 일부분을 개략적으로 보여주는 도.
도11은 본 개시물에 따라서 구성된 대표적인 조사 시스템을 병합한 또 다른 1-패널 프로젝션 시스템의 일부분을 개략적으로 보여주는 도.
도11a는 도11에 도시된 것과 유사한 시스템 내의 다이크로익 미러에 대하여, 도6a 및 도6b에서 설명된, 비-방사상으로 대칭적인 구경을 갖는 대표적인 광원 뱅크의 배치를 설명하는 도.
도12a는 약 12°및 약 24°의 두 개의 광원뿔에 대하여 평면-평행판 상에 다이크로익 반사성 코팅의 성능을 설명하는, 파장에 대한 랜덤 편광의 반사성을 보여주는 그래프.
도12b는 입사 조사에 대한 도12a에 특징되어 있는 다이크로익 반사성 코팅의 배향을 보여주는 개략적 도면.
도13은 녹색 LED의 상이한 세이드를 동일한 색상 채널로 결합하기에 적절한 다이크로익 컴바이너의 본보기가 되는 투과 및 반사 성능 특성을 설명하는 도.
도14는 도13에 설명된 성능을 갖는 다이크로익 컴바이너의 이전(실선) 및 이후(점선)의, 상이한 세이드의 두 그룹의 녹색 LED의 스펙트럼을 보여주는 도.
도15는 동일한 형태의 녹색 LED의 그룹의 방사 스펙트럼(실선)과, 다이크로익과 결합된 오프셋 피크 파장을 갖는 상이한 색상 세이드의 LED의 두 그룹의 스펙트럼의 비교를 나타내는 도.
도16은 LED 스펙트럼의 피크간 간격의 함수로서, 도14 및 도15에서 설명된 성능을 갖는 두 그룹의 LED를 결합함으로써 실현된 순수 광선속에서 부분적인 증가를 보여주는 플롯.
본 발명의 대표적인 실시예는, 상이한 색상에 대한 조사 채널을, 광원 또는 광원의 그룹에서부터 조사 타깃까지 이어지는 광로의 적어도 일부분에 대하여 물리적으로 분리하는 방법으로, 마이크로디스플레이(microdisplay) 프로젝터용 조사를 제공할 수 있다. 예로서, 도1은, 각 색상 채널(여기서, 적색, 녹색 및 청색)을 위한 광로의 적어도 일부분이 상이한 색상 채널과 공유하고 있지 않은, 본 발명에 따라서 구성된 대표적인 조사시스템(100)이 병합된 3-패널 프로젝션 시스템의 일부분을 개략적으로 보여준다. 특히, 대표적인 조사시스템(100)은, 적색 채널(105), 녹색 채널(115) 및 청색 채널(125)로서 도1에서 설명된, 상이한 원색에 대응되는 채 널을 포함한다. 특정한 적용에 적절한 것으로서, 다른 색의 광원 및 채널을 사용하는 조사 시스템도 또한 본 개시물의 범위 내에 있다.
적색 채널(105)은 적색 LED와 같은, 적색 광원 뱅크(102), 적분기(104)와 같은 균질화하는 광학 소자, 하나 이상의 렌즈 및 광파워를 갖는 다른 광학 소자와 같은 중계렌즈(relay optic)(106) 및 화상-형성 장치(108)를 포함한다. 도1에 설명된 대표적인 프로젝션 시스템(10)은 고온 HTPS-LCD와 같은 투과형 화상-형성 장치를 포함하지만, 본 발명의 다른 대표적인 실시예는 CLoS 장치 또는 DLPs와 같은 반사형 화상-형성 장치를 포함할 수 있다. 녹색 채널(115)은, 녹색 LED와 같은 녹색 광원 뱅크(112), 적분기(114)와 같은 균질화하는 광소자, 하나 이상의 렌즈 또는 광파워를 갖는 다른 광소자와 같은 중계렌즈(116) 및 화상-형성 장치(118)를 포함한다. 다음으로, 청색 채널(115)은, 청색 LED와 같은 청색 광원 뱅크(122), 적분기(124)와 같은 균질화하는 광소자, 하나 이상의 렌즈 또는 광파워를 갖는 다른 광소자와 같은 중계렌즈(126) 및 화상-형성 장치(128)를 포함한다.
본 개시물의 적절한 대표적 실시예에 사용하기에 적절한 적분기는 예를 들어, 미국특허번호 5,625,738 및 6,332,688호에서 기재되어 있으며, 이 개시물은 본 개시물과 상반되지 않는 한 여기에서 참조로 병합된다. 적분기는 102, 112 및 122와 같은 광원 뱅크의 출력을 균질화하도록 기능한다. 본 개시물의 실시예에 사용하기에 적절한 적분기의 예로는 거울터널, 예를 들어 사각 터널, 솔리드 또는 홀로우, 또는 광을 전송하기 위하여 총 내부 반사에 의존하는 솔리드 유리 봉으로 구성된 가늘고 긴 터널을 포함한다. 당업자는, 적분기의 입력단 및 출력단의 많은 형 상 및 그들 조합의 많은 형상이 본 개시물의 범위 내에 있다는 것은 인지할 것이다. 그러나, 화상-형성 장치와 같은 조사 타깃이 사각 형상인 경우, 조사 타깃과 동일한 애스펙트비를 갖는 사각 출력단을 갖는 적분기를 사용하는 것이 특히 유리하다. 본 개시물의 임의의 실시예에서, 중계렌즈(106,116 및 126)는 적분기(104, 114 및 124)의 출력단을 화상-형성 장치(108, 118 및 128)로 비추도록 구성된다.
도1을 참조하면, 적색 및 청색 화상-형성 장치를 투과하여 변조된 광은, 하나 이상의 다이크로익 미러일 수도 있거나 또는 그것을 포함할 수도 있는, 다이크로익 컴바이너(dichroic combiner:12)를 사용하여 결합될 수도 있다, 이 대표적인 실시예에서, 다이크로익 컴바이너는, 가시스펙트럼의 적색부는 투과시키는 반면, 가시스펙트럼의 청색부에서는 상대적으로 높은 반사성을 보이는, 다이크로익 미러(12)를 포함한다. 녹색 화상-형성 장치를 투과하고 그것에 의하여 변조된 광은 미러(16) 및 다른 다이크로익 미러(14)를 사용하여, 결합된 적색 및 청색 빔에 부가될 수도 있다. 이 대표적인 실시예에서, 다이크로익 미러(14)는, 가시스펙트럼의 적색부 및 청색부는 투과시키는 반면에, 그 스펙트럼의 녹색부에서는 상대적으로 높은 반사성을 보여주도록 구성된다. 결합되고 변조된 적색, 녹색 및 청색 빔은, 스크린(미도시), 또는 다른 처리를 위한 다른 광소자, 시스템 또는 장치로 전달하기 위한 하나 이상의 렌즈를 포함할 수도 있는 프로젝션 광학기(18)에 의하여 집광 된다.
상술한 바와 같이, 본 개시물에 따라서 구성된 조사 시스템에서 사용하기에 적절한 대표적인 광원은 LEDs를 포함한다. 고출력 전력을 갖는 LED가 보다 유용하 게 된다고 하더라도, 최상의 마이크로디스플레이 프로젝션 조사의 적용은, 스크린과 같은 타깃 면에서, 충분히 높은 강도의 조사를 얻기 위하여 많은 수의 LED를 요구한다. 전형적으로 현재 사용가능한 단일 LED는 전형적인 프로젝션 시스템을 조사하기에 충분하게 비추지 못한다. 그러므로, 많은 수의 LED의 배열을 효과적으로 구성하고 패킹하여, LED 어셈블리로부터의 광이, 주어진 에텐듀(etendue) 내에서 효과적인 방법으로 집광되고, 주어진 입체각 내에 있는 특정 조사 타깃 영역으로 향하게 하는 것이 중요하다.
광원 뱅크(102, 112 및 122)가 LED 또는 유사 광원을 포함하는 경우, 그런 광원은, 어레이, 집합물 및 다른 적절한 기하학적 배열을 포함하는, 다양한 구성으로 배치될 수 있다. 본 개시물의 적절한 실시예에서, 그런 광원 뱅크는 적분기(104,114 및 124)와 같은 적분기들에 대하여 임의의 기하학적 관계로 배열된다. 도2a 내지 도4는 광의 효과적 집광을 허용하는 광원 뱅크의 다양하고 적절한 구조 및 배열을 개략적으로 설명한다. 예로서, 도2a, 도2b 및 도2c는 광파워를 갖는, 형상화된 사이드(side) 반사기의 어셈블리에 병합된 LED 또는 유사 광원을 보여준다. 대표적인 형상화된 사이드 반사기는, "발광 다이오드를 사용하는 조사용 사이드 반사기"라는 제목으로 2003년, 11월 4일자로 출원되어 일반 양도된 미국 출원번호 10/701,201호에 기재되어 있으며, 이 개시물은 본 개시물과 상반되지 않는 한 여기에서 참조로 병합된다.
도2a는, 6개의 형상화된 반사기부(1424)로부터 형성된 형상화된 반사기 본체(1444)를 갖는, 대표적인 광원 뱅크(1440)를 개략적으로 보여준다. 이 형상화된 반사기부는 홀로우 또는 솔리드일 수도 있으며, 예를 들어, 타원면, 포물면, 또는 다른 형태의 회전면의 적어도 일부를 따르는 반사면을 가질 수도 있다. 광원(1402)은 형상화된 반사기부(1424)에 관련하여 배열되어서, 광선(1446)에 의하여 설명된 바와 같이, 광원(1402)에 의해 방출된 광은 각 형상화된 반사기부(1424)에 의하여 반사되고, 조사 타깃(1450)으로 향하게 된다.
도2b는, 도2a에 도시된 바와 같이 구성된 광원 뱅크를 관통하는 단면도를 개략적으로 나타낸다. 광원의 뱅크(1500)는 형상화된 반사기부(1504a 및 1504b)와 광원(1502a 및 1502b)을 포함하는 형상화된 반사기 본체(1504)를 갖는다. 각 형상화된 반사기부(1504a 및 1504b)는 각 회전축(1512a 또는 1512b)에 대한 회전면에 따르는 반사면(1510a 또는 1510b)으로 형성된다. 광원(1502a 및 1502b)은 형상화된 반사기부(1504a 및 1504b)를 향하여 광선(1506a 및 1506b)을 방출하고, 이것은, 광선 1514a 및 1514b로서 반사된다. 광원의 축(1508a 및 1508b)은 각 회전축(1512a 및 1512b)에 전형적으로 평행하지 않으며, 광선 1514a 및 1514b가 조사 타깃(1516)으로 향하도록 배치된다. 형상화된 반사기(1504a 및 1504b)는 축(1518)에 대하여 대칭적으로 배치될 수도 있다. 그 축(1512a 및 1512b)은 동일한 교차점에서 본체축(1518)과 교차할 수도 또는 하지 않을 수도 있으며, 본체축(1518)에 대하여 동일한 각도를 형성할 수도 또는 하지 않을 수도 있다.
형상화된 반사기 본체를 갖는 광원 뱅크는 상이한 개수의 형상화된 반사기부와 상이한 개수의 광원을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 도2c는 조사 타깃(1606)으로 광을 제공하기 위하여, 4 개의 형상화된 반사기부(1604) 및 그 형상화된 반사 기부(1604)에 관련하여 배열된 4 개의 광원(1602)으로 형성된 형상화된 반사기 본체를 갖는 광원 뱅크(1600)를 보여준다. 본 개시물의 적절한 실시예에서, 조사 타깃(1450,1516 및 1606)은 예를 들어, 적분기(104, 114 및 124)의 입력단일 수도 있다.
도3은 또 다른 대표적인 광원 뱅크(1000)를 개략적으로 보여주며, 여기서 LED 또는 유사 광원이 굴절성 소자 및 콘덴서의 배열의 조합으로 사용된다. 그런 광원 뱅크의 예로는, "조사 시스템"의 제목으로 2004년 2월 11일자로 출원되고 일반적으로 소유된 미국 출원 번호 10/776,152호 및 "수광 조사 시스템"의 제목으로 2004년 2월 11일자로 출원되어 일반적으로 소유된 미국출원번호 10/776,390 에 개시되어 있다. 양 출원의 개시물은 본 개시물과 상반되지 않는 한 여기에서 참고로 병합된다.
도3에 도시된 광원 뱅크(1000)는 LED 또는 유사광원과 같은 광원(1172,1172',1172")으로 설명되는 광원 세트(1112) 및 광소자 시스템(1115)을 포함한다. 광소자 시스템(1115)은, 렌즈렛(1174,1174',1174'')을 포함하는 제1 렌즈 세트(1114), 렌즈렛(1176,1176',1176'')을 포함하는 제2 렌즈 세트(1116) 및 평면-볼록 렌즈 또는 다른 형태의 렌즈 또는 렌즈들의 콘덴서(1118)를 포함한다. 한쌍의 렌즈렛(세트 1114로부터 하나 및 세트 1116으로부터 하나로서, 이것은 메니스커스 렌즈 또는 광파워를 갖는 다른 광학 소자일 수 있다)이 광원 세트(1112)로부터 각 광원과 연결될 수도 있다. 광원 세트(1112)의 다양한 구성, 각 광원의 형태, 렌즈렛의 수와 형태 또는 세트 1114 및 1116에서 광파워를 갖는 다른 광소자의 수 와 형태, 및 세트의 개수는, 그의 적용, 소정의 시스템 구성, 시스템의 크기 및 시스템의 출력 밝기에 의존하여, 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들어, 렌즈 세트(1114 및 1116)는, 이중- 층으로 밀접하게 패킹된 어레이로서 구성될 수 있으며, 또는 광원 세트(1112)의 구성이 바람직하게는 실질적으로 렌즈 세트의 구성을 트래킹하면서, 또 다른 적절한 구성을 가질 수도 있다.
도4는 또 다른 대표적인 광원 뱅크(2000)를 개략적으로 보여주며, 여기서 LEDs 또는 유사 광원은 굴절성 어레이, 반사기의 어셈블리 또는 광파워를 갖는 다른 광학 소자와 결합하여 사용되어서, 적분기(2104)의 입력단(2104a) 등의 조사 타깃에 면하게 되는 개별적인 조준 채널을 형성한다. 그런 광원 뱅크의 예로는 2004년 2월 11일자로, "조사 시스템"의 제목으로 출원되고 일반적으로 소유된 미국 특허 출원 NO. 10/776,152 및 2004년 2월 11일자로, "재형상화한 광원 모듈 및 그를 사용하는 조사 시스템"의 제목으로 출원되고 소유된 미국 특허 출원 NO. 10/776,155에 기재되어 있다. 이 양 출원의 개시물이 본 개시물과 상반되지 않는 한, 여기서 참고로 병합된다.
도4에 도시된 대표적인 실시예는, 광원의 방사의 적어도 일부분을 조사 타깃으로 향하게 하고 집광하게 하는 하나 이상의 렌즈와 같은, 각 광원과 관련된 하나 이상의 광학 소자를 포함하는, 개별적인 조준 채널을 갖는다. 특히, 광원 뱅크(2000)는 광원(2072,2072')과 같은 광원 세트(2022) 및 광학 소자 시스템(2025)을 포함한다. 개별 채널은, 예를 들어 구면에 접하면서 구면을 따르는 광원 세트(2022)를 배열함으로써 조준된다. 이것은, 예를 들어, 구형상의 표면상에 광원 을 장착하거나, 개별적으로 가상적 구면에 대하여 실질적으로 접하는 광원을 장착하거나, 또는 임의의 다른 적절한 기술에 의하여 얻어질 수도 있다. 광학 소자 시스템(2025)은, 렌즈(2054,2054')와 같은, 굴절성 광학 소자의 어레이를 하나 이상 사용하는 것이 바람직하다. 그런 대표적인 실시예에서, 광원 및 관련된 굴절성 소자 또는 소자들, 예를 들어 광원(2072) 및 렌즈(2054)가 각 조준 채널을 형성한다.
광원의 수 및 형태와 그 광원과 관련된 광학 소자의 수 및 형태는 그 적용, 소정 시스템 구성 및 그 시스템의 크기에 의존하여 변화될 수 있다. 예를 들어, 본 개시물의 다른 대표적인 실시예에서, 개별적인 조준 채널은 도2a 내지 도2c를 참조하여 설명된 것과 같이 구성될 수도 있다. 그런 대표적인 실시예에서, 광원 및 관련된 형상화된 반사기부(예를 들어, 도2b에서 설명된, 광원(1502a 1502b) 및 각각의 관련된 반사기부(1504a,1504b))가 개별적인 조준 채널을 형성할 수 있다.
적분기를 포함하는 조사 시스템의 밝기를 증가시키기 위하여, 더 많은 광을 적분기에 결합하기 위한 한 방법은 예를 들어 도5a 내지 도5c에 설명된 바와 같이, 적분기의 입력 구경(aperture)을 부분할하는 것을 포함한다. 도5a는 부분할된 구경 장치(3000)와 결합하는 광원 뱅크(3100)를 보여주며, 여기서 적분기(3104)는 4 개의 프리즘(3144a,3144b,3144c 및 3144d)에 의하여 부분할된 입력단(3104a)을 갖는다. 부분할된 구경 장치(3000)에서, 각 프리즘의 한 면은 입력단(3104a) 사에 배치되고, 각 프리즘의 다른 면은, 도2a 내지 도4를 참조하여 기재된 장치와 같은, 광원의 장치로부터 수광할 수 있다. 임의의 대표적인 장치(3000)에서, 프리즘(3144a,3144b,3144c 및 3144d)의 대각면은 반사형 코팅으로 코딩되어서, 반사면 을 생성하고, 각 코팅은, 예를 들어, 색-특정 반사성을 가짐으로써 특정 색에 대하여 선택적으로 구성될 수도 있다. 대표적인 광원 뱅크(3100)는, 도2c에 도시된 바와 같이 구성된, 4 개의 광원 서브 어셈블리(3124a,3124b,3124c 및 3124d)를 포함한다. 4개의 서브 어셈블리는, 각 서브 어셈블리(3124a,3124b,3144c 및 3144d)로부터의 광을 프리즘(3144a,3144b,3144c 및 3144)의 개방면으로 각각 향하게 하고, 프리즘 대각면의 표면에서 반사되고, 입력단(3104a)을 통하여 적분기로 향하도록 배치된다.
도5b는 부분할된 구경 장치(4000)와 결합된 광원 뱅크(4100)의 또 다른 대표적인 장치를 보여주는 것으로, 적분기(4104)는 4개의 프리즘(4144a,4144b,4144c 및 4144d)에 의하여 부분할된 입력단(4104a)을 갖는다. 부분할된 구경 장치(4000)에서, 각 프리즘의 한 면은 적분기(4104)의 입력단(4104a)의 평면에 실질적으로 수직하게 배치되고, 각 프리즘의 또 다른 면은 입력단(4104a)으로부터 경사져 나가게 한다. 각 프리즘의 대각면은, 도2a 내지 도4를 참조하여 기재된 바와 같은, 광원 뱅크로부터 광을 수광하고 반사할 수 있다. 임의의 대표적인 장치(4000)에서, 프리즘(4144a,4144b,4144c 및 4144d)의 대각면은 반사성 코팅으로 코팅되어서, 반사면을 형성하고, 그 코팅의 각각은, 예를 들어 색-특정 반사성을 가짐으로써 특정 색에 대하여 선택적으로 구성될 수도 있다. 대표적인 광원 뱅크(4100)는, 도2c에 도시된 바와 같이 구성된, 4개의 광원 서브 어셈블리(4124a,4124b,4124c 및 4124d)를 포함한다. 4개의 어셈블리는 각 서브 어셈블리(4124a,4124b,4124c 및 4124d)로부터의 광이 프리즘(4144a,4144b,4144c 및 4144d)의 대각면으로 각각 향하도록 하 고, 그 프리즘의 대각면의 표면은, 각 광원 어셈블리로부터 수신된 광을 입력단(4104a)을 통하여 적분기(4104)로 반사하도록 배치된다.
도5c는 적분기(5104)의 입력단(5104a) 상에 배치된 3개의 프리즘(5144a, 5144b 및 5144c)을 가지며, 입력단(5104)의 일부분을 빈 곳으로 유지하여, 개방부(5104d)를 형성하는, 부분할된 구경 장치(5000)와 결합된 또 다른 대표적인 광원 뱅크(5100)를 보여준다. 도2a 내지 도4를 참조하여 기재된 바와 같이, 각 프리즘의 한 면은 입력단(5104a) 상에 배치되며, 각 프리즘의 다른 면은 광원 뱅크로부터 수광할 수 있다. 대표적인 장치(5000)에서, 프리즘(5144a, 5144b, 및 5144c)의 대각면은 반사성 코팅으로 코팅되어서, 반사성 표면을 형성하고, 각 코팅은, 예를 들어, 색-특정 반사성을 가짐으로써, 특정색에 대하여 선택적으로 구성될 수도 있다.
광원 뱅크(5100)는, 도2c에 도시된 바와 같이 구성된 4개의 광원 서브 어셈블리(5124a 5124b, 5124c 및 5124d)를 포함하며, 이것은, 그들 광을 프리즘(5144a 5144b 및 5144c)의 각각의 개방 사각면으로 향하게 하고, 프리즘 대각면의 표면에서 입력단(5104a)을 통과하여 적분기(5104)로 반사되도록 배치된다. 4개의 서브 어셈블리(5124d)는, 광이 개방부(5104d)로 향하도록 하여 적분기(5104)로 입력되도록 배치된다. 적분기가 솔리드이면, 개방부(5104d)는, 예를 들어, 색-특정 투과성을 가짐으로써 특정색의 조사에 대하여 선택적으로 구성되는 무반사 코팅으로 코팅될 수도 있다. 바람직하게는, 서브 어셈블리(5124d)는 실질적으로 적분기(5104)의 종축을 따라서 배치된다.
비록 도면이 4개의 서브 구경으로 부분할 된 것을 보여주고 있으나, 다른 개 수로 서브 구경을 분할하는 것이 또한 가능하며, 그런 부분할 된 구경 장치가 또한 본 개시물의 범위 내에 있다는 것은 당업자에게는 쉽게 인지될 것이다. 프리즘의 구성 및 크기는 또한, 특정 적용, 적분기의 크기와 형태, 광원뱅크의 크기와 형태 및 다른 요소에 의존하여 또한 변화될 수도 있다. 예를 들어, 부분할 된 구경 장치에서 역사다리꼴 및 사변형 프리즘을 사용하는 것도 또한 본 개시물의 범위 내에 있다. 임의의 대표적인 실시예는, 미러, 또는 적분기의 입력단을 부분할 하는 반사성 표면(미러 또는 TIR)을 갖는 다른 적절한 구성성분을 포함할 수 있으며, 그런 미러 또는 반사성 표면을 갖는 다른 적절한 구성성분은, 예를 들어 색-특정 반사성 또는 무반사성 코팅을 사용함으로써, 특정 색의 조사에 대하여 선택적으로 구성될 수 있다.
또한, 광원 뱅크의 구성, 예를 들어, 광원 어셈블리의 구성, 수 및 위치는 특정 적용에 대하여 적절하게 변화될 수도 있다. 여기에서 기재된 대표적인 부분할된 구경 장치에서, 프리즘, 미러 또는 반사성 표면을 갖는 다른 구성성분은 예를 들어, 적분기의 입력단 앞의 적절한 하우징에서, 접착제를 사용하여 장착될 수 있다. 임의의 대표적인 실시예에서, 프리즘, 미러 또는 다른 구성성분은 적분기 하우징에서 장착될 수 있다. 또한, 그들은, 적절한 투명 접착제를 가지고 솔리드 적분기에 부착될 수 있으며, 또는 일부분으로서 일체적으로 형성될 수 있다.
적분기에 대한 광원 뱅크의 또 다른 대표적인 장치가 도6a에 도시된다. 그런 대표적인 장치는, 마가릴(Magarill) 등에 의한 "비-방사상으로 대칭적인 구경을 갖는 조사 시스템"의 제목으로 일반 양도되어 현재 미국에서 출원 계류중인 Attorney Docket No. 59729US002에 개시되어 있으며, 이 개시물은 여기에서 참고로 병합된다. 도6a는 대표적인 조사 시스템(90)을 보여주며, 이것은 광원 뱅크(92), 선택 부가 집광장치(94), 적분기(96), 중계렌즈(98) 및 화상-형성 장치(97)를 포함한다. 대표적인 적분기(96)는 통상의 정사각 입력단(96a) 및 통상의 사각 출력단(96b)을 갖는다.
임의의 실시예에서, 입력단(96a)의 애스펙트비는 약 1:1이고, 출력단(96b)의 애스펙트비는 약 16:9이며, 따라서, 입력단의 애스펙트비는 일반적으로 현재 사용가능한 LED의 방출면의 애스펙트비와 실질적으로 일치하며, 출력단의 애스펙트비는 일반적으로 현재 사용가능한 화상-형상 장치, 예를 들어 LCoS 또는 DLP의 애스펙트비와 실질적으로 일치한다. 다른 대표적인 실시예는, 그 출력단의 대응 길이보다 작은 길이를 하나 이상 갖는 사각형과 같은, 다른 형상의 입력단과 다른 애스펙트비의 출력단을 갖는 적분기를 포함할 수 있다. 임의의 대표적인 실시예에서, 중계렌즈(98)는 적분기의 출력단(96b)에서 화상-형성 장치(97)로 비추도록 구성된다. 대부분의 실시예에서, 출력단(96b) 중 긴 길이가 화상-형성 장치(97)의 긴 길이와 실질적으로 정렬되도록 해야한다.
도6a를 또한 참조하면, 광원 뱅크(92)는, 시스템(90)의 Y 축을 따라서 실질적으로 정렬된 짧은 길이 A 및 시스템(90)의 X 축을 따라서 실질적으로 정렬된 긴 길이 B를 갖는, 일반적으로 타원형의, 비-방사상으로 대칭적인 구경(93)을 갖도록 구성된다. 이 대표적인 실시예에서, 적분기 출력단(96b) 중 긴 길이와 화상-형성 장치(97) 중 긴 길이는 시스템(90)의 X 축을 따라서 실질적으로 정렬되고, 그 짧은 길이는 시스템(90)의 Y 축을 따라서 실질적으로 정렬된다. 그런 구성은, 적분기(96a)의 입력단의 공간에서, 93a로서 기재된, 큰 각 크기 및 작은 각 크기를 갖는, 비-방사상으로 대칭적인 각 강도 분포의 조사빔을 생성하며, 이것은 구경(93)의 일반형상에 대응된다. 그런 대표적인 실시예에서, 각 강도 분포의 큰 각 크기는 적분기의 출력단(96b)의 큰 크기에 실질적으로 정렬되어야 한다. 이러한 기하학적 구성에 의하여, 적분기(96)는, 93b로서 기재된, 보다 방사상으로 대칭적인 각 강도 분포의 빔으로서, 출력단(96b)에서 방출하는 방법으로 빔을 처리한다. 적분기의 출력단에서의 좀 더 방사상으로 대칭하는 각 분포는, 프로젝션 광학 기구에 의한 광 빔의 클립핑을 피하기 위하여, 프로젝션 시스템에서는 일반적으로 바람직하며, 이것은 일반적으로 원형 대칭이다.
적분기가 다른 형태의 입력 및 출력단을 갖는 대표적인 실시예에서, 적분기의 입력단에서의 조사 각 강도 분포의 큰 각 크기는, 입력단에서 출력단으로의 큰 증가를 경험하는 적분기의 크기를 포함하는 평면을 따라서 실질적으로 정렬되어야 한다. 도6a 및 도6b에 도시된 실시예에서, 큰 증가를 경험하는 방향은 X 축을 따라서 실질적으로 향하게 되고, 여기서 적분기(96)의 통상 정사각 입력단(96a)의 측변은, 적분기(96)의 통상 사각 출력단(96b)의 더 긴 측변으로 변환된다.
도6a에 기재된 비-방사상을 대칭적인 구경을 갖는 시스템에서 사용하기 적절한, 광원 뱅크(192)의 대표적인 구성은, 도6b에서 설명된다. 광원 뱅크(192)는, 광원(172,172',172")과 같은 광원 세트(120), 메니스커스 렌즈(174,174'174")와 같은 제1 굴절형 광학 소자 세트(140), 및 평면-볼록 또는 이중-볼록 렌 즈(176,176',176")와 같은 제2 굴절형 소자 세트(160)를 포함한다. 임의의 대표적인 실시예에서, 제1 세트(140)의 소자는 통상 원형의 외형을 갖는 렌즈를 포함하는 반면, 제2 세트(160)의 소자는 통상 정사각 또는 육각형의 외형을 가져서, 빈 곳의 영역을 최소화하도록 밀접하게 패킹 될 수 있다. 도6b에 도시된 바와 같이, 광원 세트(120), 제1 굴절성 소자 세트(140), 및 제2 굴절성 소자세트(160)가 통상 타원의 외형을 갖는 구경을 형성하도록 배치된다. 바람직하게는, 그런 광원 뱅크는, 도4를 참조하여 설명된 바와 같이, 개별적인 조준 채널을 형성하도록 구성된다. 그러나, 다양한 다른 적절한 광원 및 굴절성 광학 소자 및 반사성 광학소자와 같이, 광파워를 갖는 다른 형태 및 크기의 다양한 광학 소자가 본 개시의 적절한 실시예에서 사용될 수도 있다.
본 개시의 또 다른 실시예가 도7에서 설명된다. 도7은 각 색 채널(여기서는, 적색, 녹색 및 청색)의 광로의 적어도 일부분이 다른 색 채널과 공유되지 않는 대표적인 조사시스템(200)이 병합되어 있는 3-패널 프로젝션 시스템(20)의 일부분을 개략적으로 보여준다. 특히 대표적인 조사 시스템(200)은, 적색 채널(205), 녹색 채널(215) 및 청색 채널(225)로서, 도7에 기재된, 상이한 원색에 대응하는 채널을 포함한다. 특정한 적용을 위하여 적절한 것으로서, 다른 색의 광원 및 채널을 사용하는 조사 시스템도 또한 본 개시의 범위 내에 있다.
적색 채널(205)은, 적색 LED와 같은 적색 광원 뱅크(미도시), 적분기(204)와 같은 균질화하는 광학소자, 렌즈(206a 및 206b) 또는 광파워를 갖는 다른 광학 소자와 같은 중계렌즈, 폴드미러(fold mirror: 207) 및 화상-형성 장치(208)를 포함 한다. 도1에 개시된 실시예와 유사하게, 대표적인 프로젝션 시스템(20)이 HTPS-LCD와 같은 투과성 화상 형성 장치를 포함한다. 녹색 채널(215)은 녹색 LED와 같은 녹색 광원 뱅크(미도시), 적분기(214)와 같은 균질화하는 광학소자, 렌즈(216a 및 216b) 또는 광파워를 갖는 다른 광학 소자와 같은 중계렌즈 및 화상-형성 장치(218)를 포함한다. 다음으로, 청색 채널(225)은, 청색 LED 와 같은 청색 광원 뱅크(미도시), 적분기(224)와 같은 균질화하는 광학소자, 렌즈(226a 및 226b) 또는 광파워를 갖는 다른 광학 소자와 같은 중계렌즈, 폴드미러(227) 및 화상-형성 장치(228)를 포함한다. 본 개시의 임의의 실시예에서, 중계렌즈는 적분기(204, 214 및 224)의 출력단을 조사 타깃(208, 218 및 228)으로 비추도록 구성된다.
적색, 녹색 및 청색 화상-형성 장치를 통하여 투과하고 변조된 광은, 다이크로익 컴바이너(24), 바람직하게는 다이크로익 코팅으로 코팅된 직각 프리즘으로 구성된 공지된 컴바이너와 같은 크로스-다이크로익 컴바이너를 사용하여 결합 될 수 있다. 그런 후, 결합되고 변조된 적색, 녹색 및 청색 빔은, 스크린(미도시) 또는 다른 광학 소자 또는 다른 처리를 위한 장치로 전달하기 위하여, 하나 이상의 렌즈와 같은, 프로젝션 광학기(28)에 의하여 수광된다.
도8은 본 개시물의 또 다른 대표적인 실시예로서, 이것은, LCoS와 같은, 반사성 화상-형성 장치를 가지고 사용하기에 특히 유리하다. 도8은 각 색 채널(여기서는, 적색, 녹색 및 청색)의 광로의 적어도 일부분이 다른 색 채널과 공유되지 않는 대표적인 조사시스템(200)이 병합되어 있는 3-패널 프로젝션 시스템(30)의 일부분을 개략적으로 보여준다. 특히 대표적인 조사 시스템(300)은, 적색 채널(305), 녹색 채널(315) 및 청색 채널(325)로서, 도8에 기재된, 다른 원색에 대응하는 채널을 포함한다. 특정 적용을 위하여 적절한 것으로서, 다른 색의 광원 및 채널을 사용하는 조사 시스템도 또한 본 개시의 범위 내에 있다.
적색 채널(305)은, 적색 LED와 같은 적색 광원 뱅크(미도시), 적분기(304)와 같은 균질화하는 광학소자, 렌즈(306a 및 306b) 또는 광파워를 갖는 다른 광학 소자와 같은 중계렌즈, 편광빔 스플리터(309) 및 화상-형성 장치(308)를 포함한다. 중계렌즈(306b)는 좀 더 소형 시스템을 얻기 위하여, 도시된 바와 같이, 절삭될 수도 있다. 녹색 채널(315)은 녹색 LED와 같은 녹색 광원 뱅크(미도시), 적분기(314)와 같은 균질화하는 광학소자, 렌즈(316a 및 316b) 또는 광파워를 갖는 다른 광학 소자와 같은 중계렌즈, 폴드미러(317), 편광빔 스플리터(319) 및 화상-형성 장치(318)를 포함한다. 다음으로, 청색 채널(325)은, 청색 LED와 같은 청색 광원 뱅크(미도시), 적분기(324)와 같은 균질화하는 광학소자, 렌즈(326a 및 326b) 또는 광파워를 갖는 다른 광학 소자와 같은 중계렌즈, 편광빔 스플리터(329) 및 화상-형성 장치(328)를 포함한다.
편광빔 스플리터는, LCoS와 같은, 적절한 기능을 위하여 편광을 요구하는 화상-형성 장치를 포함한다. 본 개시물의 적절한 대표적인 실시예에서 사용하기에 적절한, 데카르트 편광 빔 스플리터는 예를 들어, 브루존(Bruzzone) 등의 미국특허 No.6,486,997에 개시되어 있으며, 이것은 본 개시물과 상반되지 않는 한 참고로서 여기에 병합된다. 그런 데카르트 편광 빔 스플리터는 유리 입방체 내에 넣어진 반사성 편광자를 통상 포함한다. 선택적으로, 전통적인 맥네일(MacNeille) 또는 다 른 적절한 편광빔 스플리터가 사용될 수 있다.
적색 채널(315) 및 청색 채널(325) 양자는, 녹색 및 청색 빔의 교차점에 배치된 다방향성 광학 소자(330)를 포함한다. 그런 다방향성 광학 소자는, 마가릴(Magarill)등에 의한 "다방향성 광학 소자"의 제목으로 일반 양도되어 현재 미국에서 출원 계류중인 Attorney Docket No. 59658US002에 개시되어 있으며, 이 개시물은 여기에서 참고로 병합된다. 도8의 시스템(30)에서 사용하기 위하여 구성된 다방향성 광학 소자(330)는 도9a 및 도9b에 좀 더 상세하게 도시되어 있다. 도9a는 다방향성 광학 소자(330)의 사시도를 나타내며, 도9b는, 도9a에 도시된 방향을 따라서 얻어진 단면을 갖는, 단면도를 나타낸다.
다방향성 광학 소자는 제1 통상 방향을 따라서 서로 대향측에 배치된 측면(352 및 356), 및 제2 통상 방향을 따라서 서로 대향측에 배치된 측면(354 및 358)을 갖는다. 측면(352 및 354)은 서로 인접하게 배치될 수도 있으며, 제1 반경의 곡률을 가질 수도 있으며, 측면(356 및 358)은 서로 인접하게 배치될 수도 있으며, 제2 반경의 곡률을 가질 수도 있다, 다방향성 광학 소자(330)는 또한 제3 방향을 따라서 서로 통상 대향측에 배치된 두 개의 대향측면(353 및 355)을 가질 수도 있다. 측면(352 및 354)은 다른 반경의 곡률을 가질 수 있으며, 또한 측면(356 및 358)도 또한 그럴 수 있다. 대향 측면(353 및 355)은 그 적용에 따라서, 실질적으로 평면일 수 있거나 또는 곡면일 수도 있다. 임의의 실시예에서, 측면(353 및 355)은 적절하게 형상화된 돌출부, 오목부 또는 그 양자와 같은, 장착 표면 구조를 갖는다.
다방향성 소자(330)의 대표적으로 설명된 실시예에서, 측면(352 및 354)은 볼록면이고, 반면에 측면(356 및 358)은 오목면이다. 임의의 실시예에서, 다방향성 광학 소자(330)는, 측면(356)으로 입사된 광이 대향측면(352)으로부터 방출되어, 제1 방향을 따라서 일반적으로 진행되며, 반면에, 측면(358) 상으로 입사된 광은 대향측면(354)으로부터 방출되어, 제2 방향을 따라서 일반적으로 진행하도록 구성된다. 전형적인 실시예에서, 광은 두 개의 다른 방향의 실질적으로 동일한 광로를 따라서 다방향성 소사를 통과하여 진행하며, 실질적으로 동일한 방법으로 반사한다. 바람직하게는 두 개의 방향은 도9b의 축 X 및 Y에 의하여 설명된 바와 같이, 서로에 대하여 약 90도의 각을 이루지만, 특정한 시스템 구성을 위하여 사용할 수 있는 것으로서, 두 방향 사이의 다른 각도도 또한 본 개시물의 범위 내에 있다. 본 개시물의 임의의 실시예에서, 광은, 측면(353)에서 측면(355)으로 또는 그 역의 방향으로와 같은, 제3 방향을 따라서 다방향성 소자(330)를 통과하여 또한 진행될 수도 있다.
다른 채널로부터의 조사는 다른 방향에서 다방향성 소자를 통과하여 진행하기 때문에, 다방향성 소자(330)는 그런 채널의 특정한 색에 대하여 선택적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 다방향성 소자(330)는 측면(356 및 352)의 적어도 하나 상에, 색-특정 녹색 무반사성 코팅을 포함하고, 측면(354 및 358)의 적어도 하나 상에 색-특정 청색 무반사성 코팅을 포함할 수도 있다. 본 개시물의 임의의 실시예에서, 임의의 하나 이상의 측면의 곡률은, 상이한 색들이 좀 더 효과적으로 색수차를 감소시키는 것을 어렵게 할 수 있다. 그러므로, 다방향성 광학 소자(330)는, 비네팅(vignetting)을 감소하게 할 수 있으며, 좀 더 소형의 시스템을 구성하는 것을 도울 수 있으며, 조사 채널의 색-특정 선택 구성에 기여할 수 있다.
본 개시물의 임의의 실시예에서, 중계렌즈는 각 적분기(304,314 및 324)의 출력단을 화상-형성 장치(308, 318 및 328)로 각각 비추도록 구성된다. 적색, 녹색 및 청색 화상-형성 장치(308,318 및 328)에 의하여 변조된 광은, 도7을 참조하여 설명된, 크로스 다이크로익 컴바이너(34)를 사용하여 결합될 수 있다. 그런 후, 결합되어 변조된 적색, 녹색 및 청색 빔은 스크린(미도시) 또는 다른 광학 소자 또는 다른 처리를 위한 장치로 전달하기 위하여 프로젝션 광학기구(38)에 의하여 집광된다.
본 개시물의 임의의 실시예는, 하나 이상의 색 채널이 단일 화상-형성 장치로 전달되도록 구성된다. 그런 실시예는 도10 및 도11에 기재된다. 도10은 각 색 채널(여기서는 적색, 녹색 및 청색)의 광로의 적어도 일부분이 다른 색 채널과 공유되지 않는, 본 개시물에 따라서 구성된 대표적인 조사 시스템(400)을 병합하는 1-패널 프로젝션 시스템(40)의 일부분을 개략적으로 보여준다. 특히, 대표적인 조사 시스템(400)은 적색 채널(405), 녹색 채널(415) 및 청색 채널(425)로서 도10에 기재된, 상이한 원색에 대응하는 채널을 포함한다. 특정한 적용을 위하여 적절한 것으로서, 다른 색의 채널 및 광원을 사용하는 조사 시스템도 또한 본 개시물의 범위 내에 있다.
적색 채널(405)은, 적색 LED와 같은 적색 광원 뱅크(미도시), 적분기(404)와 같은, 균질화하는 광학 소자 및 다이크로익 미러(434)를 포함한다. 녹색 채 널(415)은 녹색 LED와 같은 녹색 광원 뱅크(미도시), 적분기(414)와 같은, 균질화하는 광학 소자 및 다이크로익 미러(432 및 434)를 포함한다. 다음으로, 청색 채널(425)은, 청색 LED와 같은 청색 광원 뱅크(미도시), 적분기(424)와 같은 균질화하는 광학 소자 및 다이크로익 미러(432 및 434)를 포함한다. 다이크로익 미러(432)는, 가시 스펙트럼의 녹색부에서는 투과하는 반면에, 가시 스펙트럼의 청색 부에서는 상대적으로 높은 반사성을 나타내도록 구성된다. 그러므로, 다이크로익 미러(432)는 녹색 적분기(414)를 나오는 녹색 광을 투과시키면서 청색 적분기(424)를 나오는 광을 반사하여, 다이크로익 미러(434)로 입사하는 녹색 및 청색 광의 결합 빔을 형성한다. 다음으로 다이크로익 미러(434)는 가시 스펙트럼의 녹색 및 청색 부에서는 투과하면서, 그 스펙트럼의 적색부에서는 상대적으로 높은 반사성을 보인다. 그러므로, 다이크로익 미러(434)는 녹색 및 청색 적분기를 나오는 녹색 및 청색광을 투과시키고, 적색 적분기(404)를 나오는 적색광을 반사시켜서 녹색, 청색 및 적색광의 결합 빔을 형성한다.
프로젝션 시스템(40)의 조사 시스템(400)은 또한 중계렌즈(45a 및 45b) 또는 광파워를 갖는 다른 광학 소자와 같은 중계렌즈, 중계렌즈(45a 및45b) 사이에 배치된 폴드 미러(47), TIR 프리즘 어셈블리(44) 및 DLP와 같은 화상-형성 장치(46)를 포함한다. 프로젝션 시스템(40)은 또한 프로젝션 광학기(48)를 포함한다. 본 개시물의 임의의 실시예에서, 조사 시스템은, 중계렌즈를, 적분기(404,414 및 424)의 출력단을 화상-형성 장치(46)로 비추도록 구성할 수도 있다. TIR 프리즘 어셈블리(44)는 중계렌즈를 나오는 광을, 예를 들어 계면(44a)에서의 반사를 통하여, 화 상-형성 장치(46)로 방향을 바꾸도록 기능한다. 화상-형성 장치(46)에 의하여 변조된 광은 TIR 프리즘 어셈블리(44)를 통과하고, 스크린(미도시) 또는 다른 과학 소자 또는 다른 처리를 위한 장치로 전달하기 위하여 프로젝션 광학기(48)에 의하여 집광된다.
1-패널 프로젝션 시스템의 또 다른 대표적인 실시예가 도11에 기재된다. 도11은 각 색 채널(여기서는 적색, 녹색 및 청색)의 광로의 적어도 일부분이 다른 색 채널과 공유되지 않는, 본 개시물에 따라서 구성된 대표적인 조사 시스템(500)을 병합하는 1-패널 프로젝션 시스템(50)의 일부분을 개략적으로 보여준다. 특히, 대표적인 조사 시스템(500)은 적색 채널(505), 녹색 채널(515) 및 청색 채널(525)로서 도11에 기재된, 상이한 원색에 대응하는 채널을 포함한다. 특정한 적용을 위하여 적절한 것으로서, 다른 색의 채널 및 광원을 사용하는 조사 시스템도 또한 본 개시물의 범위 내에 있다.
적색 채널(505)은, 적색 LED와 같은 적색 광원 뱅크(502) 및 다이크로익 미러(534)를 포함한다. 녹색 채널(515)은 녹색 LED와 같은 녹색 광원 뱅크(512) 및 다이크로익 미러(532 및 534)를 포함한다. 다음으로, 청색 채널(525)은, 청색 LED와 같은 청색 광원 뱅크(522) 및 다이크로익 미러(532 및 534)를 포함한다. 도10에 도시된 대표적인 실시예에서와 같이, 다이크로익 미러(532)는, 가시 스펙트럼의 녹색부에서는 투과하는 반면에, 가시 스펙트럼의 청색부에서는 상대적으로 높은 반사성을 나타내도록 구성된다. 그러므로, 다이크로익 미러(532)는 녹색 광원 뱅크(512)로부터 방출하는 녹색광을 투과하면서, 청색 광원 뱅크(522)로부터 방출하 는 광을 반사하여, 다이크로익 미러(534)로 입사하는 녹색 및 청색 광의 결합 빔을 형성한다.
다음으로 다이크로익 미러(534)는 가시 스펙트럼의 녹색 및 청색부에서는 투과하면서, 그 스펙트럼의 적색부에서는 상대적으로 높은 반사성을 보인다. 그러므로, 다이크로익 미러(534)는 광원 뱅크(512 및 522)로부터 그것 위로 입사되는 녹색 및 청색광을 투과시키고, 적색 광원 뱅크(502)로부터 방출하는 적색광을 반사시켜서, 공통 적분기(52)의 입력으로 입사되는 녹색, 청색 및 적색광의 결합 빔을 형성한다. 도시된 대표적인 실시예에서, 광원 뱅크는 도4에 도시된 바와 같이 구성되고, 도4를 참조하여 설명되었으나, 광원 뱅크의 다른 적절한 구성은, 본 개시물의 이 실시예 및, 도2a 내지 도3에 도시된 것을 참조하여 기재된 것을 포함하여, 본 개시물의 다른 실시예에 사용될 수도 있다. 만일 광원 및 관련 굴절 소자가 구형 표면을 따라서 접하게 배치되면, 구형 표면의 중심에 적분기(52)의 입력단을 배치라는 것이 바람직하다.
프로젝션 시스템(50)의 조사 시스템(500)은 또한 중계렌즈(55a 및 55b) 또는 광파워를 갖는 다른 광학 소자와 같은, 중계렌즈, 중계 렌즈(55a 및 55b) 사이에 배치된 폴드미러(57), TIR 프리즘 어셈블리(54) 및 DLP와 같은, 화상-형성 장치(56)를 또한 포함한다. 프로젝션 시스템(50)은 또한 프로젝션 광학기(58)를 포함한다. 본 개시물의 임의의 실시예에서, 이 시스템은, 중계렌즈가, 적분기(52)의 출력단을 화상-형성 장치(56)에 비추도록 구성할 수도 있다. TIR 프리즘 어셈블리(54)는 광학 렌즈를 나오는 광을, 예를 들어 면(54a)에서의 반사를 통하여, 화 상-형성 장치(56)로 방향을 바꾸도록 기능한다. 화상-형성 장치(56)에 의하여 변조된 광은 TIR 프리즘 어셈블리(54)를 통과하여, 스크린(미도시) 또는 다른 광학 소자, 또 다른 처리를 위한 시스템 또는 장치로 전달하기 위하여 하나 이상의 렌즈를 포함할 수도 있는, 프로젝션 광학 장치(58)에 의하여 집광된다.
예를 들어, 도10 및 도11에 도시된 바와 같이, 화상-형성 장치로부터 거슬러 올라가서 다이크로익 미러를 사용하는 본 개시물의 대표적인 실시예에서, 다이크로익 미러는 텔레센트릭(telecentric) 공간에 배치되며, 이것은 색 비균일성 또는 색상 변이(color shift)를 방지하는데 도움이 된다. 또한, 도10 및 도11에 도시된 바와 같은, 본 개시물의 대표적인 조사 시스템은, 다이크로익 미러의 각도 배향이, 약 2도 이하와 같은, 상대적으로 작은 범위의 입사각이 되도록 하며, 이것은 반사 및 투과 파장의 편광-관련 전이(shifting)를 통상 감소시킨다.
도11에 도시된 것과 유사한 시스템 내에, 도6a 및 도6b에 도시된 바와 같은, 비-방사상으로 대칭적인 구경을 갖는 광원 뱅크를 사용하는 대표적인 실시예에서, 광원 뱅크의 긴 길이는 다이크로익 미러의 회전(또는 틸트)축(도11에서 R로 표시됨)에 실질적으로 평행하게 배치되어야 하며, 도면의 평면에 통상 직교하게 향하게 해야 한다. 도11a에서 좀 더 상세하게 설명된, 그런 배향 및 배열은, 광원 뱅크의 긴 길이가, 입사 광원뿔의 큰 각도에 대응하기 때문에, 바람직하다. 다이크로익으로의 입사각의 변이를 감소시키는 것은 색상 변이를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 개시물의 대표적인 실시예는, 유리/공기 계면에서의 다이크로익의 사용을 허용한다. 이것은, 그런 구성에서, 입사각에서의 랜덤 편광을 갖는 광의 반사 특성의 의존성을 감소시켜서, 좀 더 효과적인 색상 결합을 발생시키기 때문에, 유용하다. 이러한 개념을 설명하기 위하여, 도12a는 파장에 대한 랜덤 편광의 반사성을 보여주는 그래프를 나타내며, 이것은 약 12°와 약 24°의 두 개의 광원뿔에 대한 평면-평행 플레이트 상에 일반적인 다이크로익 코팅의 성능을 설명한다. 이 플레이트는 도12b에 도시된 바와 같이, 조사의 주광선(chief ray)에 대하여, 약 45도의 각(θ)으로 향하게 했다. 도12a로부터 명확한 바와 같이, 다이크로익 성능(또는 파장에 의하여 광을 분리하는 능력)은 입사광의 원뿔 각을 약간만 증가하는 경우 저하한다. 다시 말하면, 일반적인 솔리드 글라스 다이크로익 컴바이너의 성능은, 약 45도의 각도로 입사하는 랜덤 편광을 갖는 광에 대하여 일반적으로 떨어진다.
이상 설명된 바와 같이, 본 개시물에 따라서 구성된 대표적인 조사 시스템은, 각각의 색상 채널(여기서는 적색, 녹색 및 청색)의 광로의 적어도 일부분도 상이한 색상 채널과 공유되지 않는 상이한 색상 채널을 갖는다. 그러므로, 상이한 색상 채널에 의하여 공유되지 않은 광학 소자는 상이한 채널의 색상에 대하여 색상-보정될 필요가 없으며, 이것은, 상당한 비용 절감 및 제조 용이성의 증가를 허용한다. 또한, 단 하나의 색상 채널의 광로에서 존재하는 광학 소자 또는 광학 소자의 시스템은, 그 조사 채널의 색상에 대하여, 선택적으로 구성되거나, 또는 선택적으로 배치되거나, 또는 그 양자가 행해질 수도 있다.
본 개시물의 내용에서, "선택적으로 구성된" 및 "선택적으로 배치된"이란 용어는 광학 소자의 임의의 형태 또는 위치를 포함하며, 그 용어는 투과 또는 색수차 의 보정과 같은, 특정한 색상 채널의 성능을 적어도 어느 정도까지는 개선할 수 있다는 것에 관한다. 보다 자세하게는, 가령, 또 다른 조사 채널의 대응 소자로서 구성되거나 또는 배치되었던 소자라서, 그 채널 성능이 떨어지게 되는 곳에, 조사 채널의 색상에 대하여 광학 소자가 선택적으로 구성 또는 선택적으로 배치된다. 예를 들어, 적분기는, 색-특정 코팅으로 코팅됨으로써 그들 각 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성될 수 있으며, 이것은, 유닉스사에 의하여 개발된, 현재 사용가능한 대역폭 반사성 SILFLEX-VISTM 코팅과 비교할 때 약 8%의 처리량을 개선할 수도 있다.
부가적으로 또는 선택적으로, 여기서 도시되고 기재된, 굴절성 및 반사성 소자와 같은, 광파워를 갖는 광학 소자는 색-특정 무-반사 또는 다른 코팅으로 코팅되는 것에 의하여 선택적으로 구성될 수 있으며, 이것은 그 시스템을 통과하는 광의 투과율을 또한 증가시킬 수도 있다. 또한, 상이한 색상 채널에 의하여 공유되지 않는 광학 소자의 시스템 또는 그런 광학 소자는 상이한 색상에 대하여 다른 구성을 가짐으로써 그들 각 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치될 수도 있다. 예를 들어, 광학 소자의 형상, 위치 및/또는 수는 색수차를 감소시키기 위하여 상이한 색상 채널에서 상이하게 될 수 있다. 그러므로, 본 개시물은 프로젝션 적용을 위한 조사 시스템과 같은, 조사 시스템의 밝기를 개선할 때, 유연성의 증가를 허용한다.
프로젝션 텔레비젼과 같은 응용에서, 통상의 조사 시스템은, 스크린상에 소 정의 색 온도를 제공하기 위하여, 적색, 녹색 및 청색 기본 구성성분의 임의의 비율을 갖는 광을 사용해야한다. 종종, 구성성분 중 하나가 시스템 성능상의 제한 요소가 된다. 부가적인 밝기는, 상이한 색상 채널에 대하여 적어도 부분적으로 분리된 광로를 갖는 임의의 대표적인 조사 시스템에서, 특정 색상 채널의 파장 범위 내에 상이한 색조(shade)의 광원(또는 광원 그룹)을 포함함으로써 부가적인 밝기를 얻을 수 있다. 광원 또는 광원 그룹은 상이한 피크의 파장을 가지며, 그들 조사는, 다이크로익 미러와 같은 파장-선택 소자, 또는 회절격자와 같은, 회절소자와 결합될 수도 있다. 상대적으로 좁은 스펙트럼을 갖는 임의의 광원, 예를 들어, LED, 레이저, 또는 인광성 재료가 사용될 수 있다.
도13은 상이한 색조의 녹색 LED를 동일한 색상 채널에 결합하기에 적절한 다이크로익 미러의 전형적인 투과 및 반사 성능 특성을 기재한다. 본 개시물의 적절한 대표적인 실시예에서 상이한 색상 조사를 결합하기 위하여 설명된 것과 같이, 그런 다이크로익 미러는 그들 조사를 결합하기 위하여 LED 그룹 사이에 적절하게 배치될 수도 있다. 다이크로익 미러는 약 +/-6도의 입사 광원뿔을 갖는 주광선의 약 45도 입사각을 갖는, 32층 박막 코팅으로서 모형이 만들어진다. 투과 및 반사 커브는 p-편광화에 대하여 도시되며, 이것은 LCoS 시스템, 및 편광된 광을 사용하는 다른 시스템에 적절하다. 도14는, 도13에 기재된 성능을 갖는 다이크로익 미러의 이전(실선) 및 이후(점선)에, 상이한 색조의 두 그룹의 녹색 LED의 스펙트럼을 보여준다. 도시된 2개의 LED 스펙트럼은, 루밀레드 라이팅사(Lumiled lighting Company)로부터 사용가능한, LuxeonTM LXHL-PM09 green Emitter로부터 측정된 스펙트럼을 필요로 할 때 시프팅함으로써 생성되어서, 결합 스펙트럼의 평균 파장은 소정 색상을 제공한다.
도15는, 동일한 형태의 녹색 LED의 임의의 개수(N)를 포함하는 그룹의 방출 스펙트럼(실선)과, 다이크로익 미러로 결합된 오프셋 피크 파장을 갖는, 두 그룹(각각이 N 개의 LED를 가짐)의 상이한 색상 색조의 스펙트럼(점선)의 비교를 나타낸다. 그러므로, LED의 두 그룹을 결합함으로써, 도16에 기재된 바와 같은, 전체 루멘 처리량에서의 순 이득을 얻을 수 있다. 도16은 LED 스펙트럼의 피크간 거리의 함수로서, 도14 및 도15에 기재된 성능을 갖는 두 그룹의 LED를 결합함으로써 실현된 순수 광선속에서 산출된 부분적인 증가를 나타내는 플롯을 보여준다. 각각의 커브들은, 이상화된 스텝 필터로서 작동하는 다이크로익 미러, 약 6도 반각 입사 광원뿔에 대해 실제적인 필터로서 작동하는 다이크로익 미러, 및 약 12도 반각 입사 원뿔에 대하여 실제적인 필터로서 작동하는 다이크로익 미러의 모형화된 성능에 대응한다.
피크간 거리가 약 0부터 약 40nm로 증가할 때 순수 광선속에서 산술된 부분적인 증가가 커진다는 것을 발견했다. 그러므로, 도13 내지 도15에서 특정화된, 모형화된 대표적인 광원(약 20nm 피크간 거리 및 약 6도의 원뿔 반각)에 대하여, 약 22% 이상의 루멘이, 상이한 세이드의 LED를 사용하는 조사 시스템에 의하여 제공된다. LED의 피크간 거리는, 녹색 채널의 색상 좌표가 SMPTE C 컬러리메트 리(colorimetry)에 의하여 규정된 가이드라인에서 벗어나기 전에, 40nm까지 증가할 수 있다는 것을 발견했다. 그러므로, 개별적인 광원보다 더 넓은 결합 스펙트럼을 생성함으로써, 색포화도의 확장에서, 더 많은 광을 시스템으로 결합할 수 있다. 단일의 통상 높은 밝기의 LED의 스펙트럼은. 일반적으로, 그 결과 채널의 색포화도가, 통상의 프로젝션 텔레비젼 적용을 위하여 요구되는 것보다 좋을 만큼 충분히 좁기 때문에, 나머지 스펙트럼 영역은 상이한 색조의 부가 LED로부터의 광을 결합하는데 사용할 수도 있다. 그렇게 하는 경우, 결합 스펙트럼의 폭은 색포화도의 수용가능 레벨이 고려되어야 한다.
대표적인 조사 시스템은, 모형화에 의하여 결정되어진, 다음의 대표적인 파라미터와 함께, 적색, 녹색 및 청색 채널을 갖는 도8에 기초된 본 발명에 따라서 구성될 수도 있다. 광원의 녹색 뱅크는, 도5c에 도시되고 그를 참조하여 설명된 바와 같은 적분기(314)와 관련하여 구성되고 배치된다. 도2c에 도시된 바와 같이 구성된, 각 반사기 어셈블리는 루미레드 라이팅사로부터 사용가능한, LuxeonTMⅢ Emitters, LXHL-PM09와 같은 4개의 LED 광원(1602)을 포함한다. 도5c에 도시된 바와 같은, 부분할된 구경 장치는 적분기(314)의 입사 구경의 앞에 배치되고, BK7재료의, 약 4.5x4.5X4.5mm의 크기를 갖는 3개의 직각 프리즘을 포함한다. 프리즘의 대각 반사면은, 유전체 또는 금속반사성 코팅과 같은, 녹색 반사성 코팅으로 코팅된다.
여기서는 실질적으로 타원형이며 아크릴로 제조된, 반사기는 홀로우 또는 솔 리드일 수도 있다. 두 개의 대표적인 타원형 반사기는, 약 10.8mm의 반경 및 약 -0.64의 원추계수를 갖는 동일한 형상의 코팅된 반사성 표면을 갖는다. 타원형 반사기의 큰 반경은 약 30mm이고, 작은 반경은 약 18mm이며, LED는 타원의 큰 직경 상에, 중심으로부터 약 24mm이고 반사기의 주 촛점 상에 배치된다. 개별 반사기부는, 큰 직경으로부터 약 20도에서 타원의 1/4을 절삭함으로써 형성된다. 녹색 반사기의 솔리드 형태에서는 약 2.8mm의 반경을 갖는 컷아웃이, LED의 배치를 수용하도록 만들어지며, 반사기는, 약 24mm의 반경을 가지며 2차 초점에 중심을 갖는 구형 표면을 따라서 절삭된다. 타원형 반사기의 2차 초점은, 적분기 입력단의 개방부의 중심에 또는 대응하는 프리즘의, 면과 같은 입사측면의 중심에 있다.
청색 및 적색 채널은, 도2a에 도시된 바와 같이, 유사하게 구성된 광원 뱅크를 갖는다. 적색 및 청색 광원 뱅크는, 적색 채널에 대하여는, LuxeonTM Emitter, LXHL-PD01 및 청색 채널에 대하여는, LuxeonTM Ⅲ Emitter, LXHL-PR09 등, 각각 6개의 LED를 갖는다. 여기서 실질적으로 타원형이며 아크릴로 제조된, 적색 및 청색 반사기는, 홀로우 또는 솔리드일 수도 있다. 두 개의 대표적인 타원형 반사기는 약 10.5mm의 반경 및 약 -0.723의 원추계수를 갖는 동일한 형상의 코팅된 반사성 표면을 갖는다. 타원형 반사기의 큰 반경은 약 38mm이고, 작은 반경은 약 20mm이며, LED는 타원의 큰 직경 상에, 중심으로부터 약 32.1mm에 배치된다. 각 반사기부는, 큰 직경으로부터 약 18도에서 타원의 1/4을 절삭함으로써 형성된다. 녹색 반사기의 솔리드 형태에서는 약 2.8mm의 반경을 갖는 컷아웃이, LED의 배치를 수용 하도록 만들어지며, 반사기는, 약 32.31mm의 반경을 가지며 2차 초점에 중심을 갖는 구형 표면을 따라서 절삭된다. 타원형 반사기의 2차 초점은, 그들 각 적분기 입력단의 중심에 있다.
이 대표적인 실시예의 모든 적분기는 동일한 기하학 구조, 즉 약 9.0 x 9.0 mm 입력단, 약 75.0mm 길이 및 약 9.0 x 16.0mm 출력단을 갖는다. 그러나, 상이한 색상 채널에 대한 적분기는 상이한 색-특정 코팅으로 제조되고, 특정색 조사에 대하여 선택적으로 구성된다. 부가적인 폴드미러는 중계렌즈(326b) 및 4-측면 소자(330) 사이에 있는 청색 채널에 삽입될 수 있으며, 중계렌즈(306a 및 306b) 사이의 적색 채널에 삽입될 수 있다. 다음의 표 1-5는 녹색, 청색 및 적색 채널에 대한 다른 대표적인 광학 시스템 파라미터를 보여준다.
<표 1> 녹색 채널
표면 반경(mm) 다음 표면까지의 거리(mm) 재료 광학구경(mm) 원추계수
적분기(314)의 출력단 12.00 9.0x16.0
중계렌즈(316a) 1 31.062 6.90 SK5 n=1.5891 22.0
2 18.818 82.8 24.6
중계렌즈(316b) 3 -62.391 11.24 아크릴 n=1.4917 42.2 -3.5578
4 40.284 25.00 42.8
미러 5 29.71 56x32
다방향성 소자 6 603.87 23.36 아크릴 n=1.4917 23.36x23.36 (정점으로부터)x27(높이)
7 40 4.5
<표 2> 대표적인 중계렌즈(316b)의 비구면 계수
D E F G H
3 2.270967E-6 4.541643E-9 -2.833322E-13 -2.620092E-14 3.432419E-17
<표 3> 청색 채널
표면 반경(mm) 다음 표면까지의 거리(mm) 재료 광학구경(mm) 원추계수
적분기(324)의 출력단 12.21 9.0x16.0
중계렌즈(326a) 1 31.062 6.90 SK5 n=1.5891 22.0
2 18.818 82.12 24.6
중계렌즈(326b) 3 -62.391 11.24 아크릴 n=1.4917 42.2 -3.5578
4 40.284 25.00 42.8
미러 5 28.01 56x32
다방향성 소자 6 603.87 23.36 아크릴 n=1.4917 23.36x23.36 (정점으로부터)x27(높이)
7 40 4.5
<표 4> 대표적인 중계렌즈(326b)의 비구면 계수
D E F G H
3 2.270967E-6 4.541643E-9 -2.833322E-13 -2.620092E-14 3.432419E-17
<표 5> 적색 채널
표면 반경(mm) 다음 표면까지의 거리(mm) 재료 광학구경(mm) 원추계수
적분기(304)의 출력단 36.7 9.0x16.0
중계렌즈(306a) 1 -72.416 13.0 아크릴 n=1.4917 35.1 2.3068
2 23.369 50.00 35.1 -1.4753
미러 22.62 40x21
중계렌즈(306b) 3 -23.369 13.0 아크릴 n=1.4917 35.1 (12의 반경까지 일측면 상에서 절삭된 길이) -1.4753
4 72.416 13.48 2.3068
선택적으로, 적색, 녹색 및 청색 채널을 갖는, 도8에 도시된 조사 시스템의 통상의 레이아웃은, 도6a 및 도6b에 도시되고 그들을 참조하여 설명된 각 적분기와 관련하여 구성되고 배치된, 녹색 LuxeonTM Ⅲ Emitter, LXHL-PM09, 적색 LuxeonTM Emitter, LXHL-PD01 및 청색 LuxeonTM Ⅲ Emitter, LXHL-PR09 등의 LED 광원 뱅크를 포함하도록 확장될 수도 있다. 적색, 녹색 및 청색 광원 뱅크는, 실질적으로 도6b에 도시된 바와 같이 모두 구성되며, 각각은 구형 표면을 따라서 배치된 13개의 LED를 포함한다. 174 및 176과 같은, 제1 및 제2 렌즈는 도시된 바와 같이 각 LED의 앞에 배치된다. 각 제2 렌즈의 정점으로부터 적분기 입력단(96a)의 중심까지의 거리는 약 50.0mm이다. LED 뱅크와 적분기의 다른 설계 파라미터는 표 6에 제공된다.
<표 6> LED 뱅크 및 적분기의 설계 파라미터
표면 반경(mm) 다음 표면까지의 거리(mm) 재료 광학구경(mm) 원추계수
LED 돔 2.800 3.17 5.6
제1 렌즈(174) 1 24.702 4.00 아크릴 n=1.4917 9.82 11.664
2 6.574 0.02 11.40
제2 렌즈(176) 3 -44.133 6.00 아크릴 n=1.4917 정사각 6.1x6.1
4 9.39 50.00 -1.3914
적분기(96) (6.1 x 6.1) x 50.0 x (6.1 x 10.7)mm
광원 뱅크는 적분기 입력 윈도의 중심에 대하여, 콘덴서 서브 어셈블리의 관련 제1 및 제2 렌즈와 함께 LED의 회전에 의하여 구형 표면상에 정렬된다. XY 및 YZ 평면에서의 회전 각은 도7에 도시된다(단위는 도).
<표 7> 일단의 소자들의 각 좌표
소자 X 평면에서의 회전(도) Y평면에서의 회전(도)
1 -6.5 -26
2 6.5 -26
3 -13 -13
4 0 -13
5 13 -13
6 -13 0
7 0 0
8 13 0
9 -13 13
10 0 13
11 13 13
12 -6.5 26
13 6.5 26
이 대표적인 실시예의 모든 적분기는 동일한 구조, 즉 약 6.1x6.1mm의 입력단, 약 50.0mm의 길이 및 약 6.1x10.7mm의 출력단을 갖는다. 상이한 색상 채널을 위한 적분기는 특정한 색상에 대하여 선택적으로 구성된 상이한 색-특정 코팅을 가지고 제조된다. 부가적인 폴드미러는 중계렌즈(326b)와 4-측면 소자(330) 사이의 청색 채널에 삽입될 수 있으며, 또한 중계렌즈 306a 및 306n 사이의 적색 채널에 삽입될 수 있다. 다음의 표 8-5는 녹색, 청색 및 적색 채널에 대한 다른 대표적인 광학 시스템 파라미터를 보여준다.
<표 8> 녹색 채널
표면 반경(mm) 다음 표면까지의 거리(mm) 재료 광학구경(mm) 원추계수
적분기(314)의 출력단 9.25 6.1x10.7
중계렌즈(316a) 1 31.062 6.90 SK5 n=1.5891 22.0
2 18.818 62.73 24.6
중계렌즈(316b) 3 -59.84 14.31 아크릴 n=1.4917 40.0 -3.9032
4 39.703 45.00 41.0
미러 5 33.38 50x30
다방향성 소자 6 603.87 23.36 아크릴 n=1.4917 23.36x23.36 (꼭지점으로부터)x27(높이)
7 40 4.5
<표 9> 대표적인 중계렌즈(316b)의 비구면 계수
D E F G H
3 2.419263E-6 3.834464E-9 -3.443946E-14 -2.223959E-14 2.932641E-17
<표 10> 청색 채널
표면 반경(mm) 다음 표면까지의 거리(mm) 재료 광학구경(mm) 원추계수
적분기(324)의 출력단 9.06 6.1x10.7
중계렌즈(326a) 1 31.062 6.30 SK5 n=1.5891 22.0
2 18.818 61.89 24.6
중계렌즈(326b) 3 -59.84 14.31 아크릴 n=1.4917 40.0 -3.9032
4 39.703 45.00 41.0
미러 5 32.14 50x30
다방향성 소자 6 603.87 23.36 아크릴 n=1.4917 23.36x23.36 (정점으로부터)x27(높이)
7 40 4.5
<표 11> 대표적인 중계렌즈(326b)의 비구면 계수
D E F G H
3 2.419263E-6 3.834464E-9 -3.443946E-14 -2.223959E-14 2.932641E-17
<표 12> 적색 채널
표면 반경(mm) 다음 표면까지의 거리(mm) 재료 광학구경(mm) 원뿔 상수
적분기(304)의 출력단 39.78 6.1x10.7
중계렌즈(306a) 1 -38.556 14.00 아크릴 n=1.4917 35.1 -3.1897
2 29.466 65.00 35.1 -1.6000
미러 3 26.72 41x24
중계렌즈(306b) 4 -19.059 11.00 아크릴 n=1.4917 32 (12의 반경까지 일측면 상에서 절삭된 길이) -0.3957
5 -45.525 12.78
본 개시물에 따라서 구성된 조사 시스템은 많은 장점을 갖는다. 예를 들어, 그런 조사 시스템은 전통의 고압 수은 아크 램프와 비교하여 수명이 길며, 비용이 낮고, 더 좋은 환경적 특성을 가지며, 자외선 또는 적외선을 방출하지 않아서, UV 필터 및 콜드미러(cold mirror)의 필요로 하지 않는, LED 광원을 가지고 사용하기 때문에, 특별히 편리하다. 부가적으로, LED는 저전압 DC 전력에 의하여 구동되며, 이것은, 아크 램프를 구동하는 고전압 AC 안정기보다, 고감도 표시 전자장치와의 전기적인 간섭을 발생시키는 것이 쉽지 않다. 또한, 상대적으로 좁은 대역폭에 의하여, LED 는 밝기에 만족하지 않고 더 좋은 색포화도를 제공한다.
본 개시물의 조사 시스템은 특정한 대표적인 실시예에 관하여 기재되었으나, 변화 및 수정은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 한 행해질 수 있다는 것은 당업자에게는 쉽게 이해될 것이다. 예를 들어, 본 개시물의 다양한 실시예에서 사용된 광학 소자의 시스템의 크기 및 구성은 특정한 응용 및 조사 타깃의 본성 및 크기에 의존하여 변화될 수 있다. 또한, 본 개시물은, 당업자에게 공지된 바와 같이, 본 개시물에 따라서 구성된 조사 시스템의 대표적인 실시예에, 부가적인 광학 소자의 제거 및 함유를 고려한다. 예를 들어, 본 개시물의 임의의 실시예는 광파워를 갖는 하나 이상의 광학 소자, 폴드미러, TIR 프리즘, PBS 및 편광자를 포함한다.
본 개시물의 대표적인 실시예는, 그 구성으로 한정되지는 않지만, 도2a 내지 도6b에 도시된 구성을 포함하여, 광원 뱅크의 다양한 구성이 사용될 수 있다는 것은 당업자에게는 쉽게 이해될 것이다. 그런 광원은 다른 색의 LED, 유기발광 다이오드(OLED), 수직 캐비티 표면 방사 레이저(VCSEL) 및 다른 형태의 레이저 다이오 드, 인광성 광원 및 다른 적절한 발광장치를 포함한다.

Claims (86)

  1. 광파워를 갖는 하나 이상의 광학 소자를 갖는 광원 뱅크를 각각 구비하는 복수의, 상이한 색상의 조사 채널; 및
    하나 이상의 상기 조사 채널로부터의 조사를 수용하기 위하여 배치된 화상-형성 장치를 구비하며,
    상기 하나 이상의 조사 채널의 하나 이상의 상기 광학 소자는 다른 조사 채널과 공유되지 않으며 그 광학 소자는 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 조사 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 상기 광원 뱅크는 반사기의 어셈블리에 병합된 복수의 광원을 구비하며, 상기 반사기의 어셈블리는 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 하나 이상의 광학 소자인 조사 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반사기의 어셈블리는, 복수의 할로우 또는 솔리드 형상의 반사기부에 의하여 형성된 반사기 본체를 구비하며, 각 반사기부는 회전면을 따르는 조사 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 반사기의 어셈블리의 형상은 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되는 조사 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 반사기의 어셈블리는 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성된 코팅을 더 구비하는 조사 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광원 뱅크는 복수의 광원 및 복수의 굴절성 광학 소자를 구비하며, 하나 이상의 상기 굴절성 소자는 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 하나 이상의 광학 소자인 조사 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 굴절성 광학 소자의 형상은 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되는 조사 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 굴절성 광학 소자는 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되는 코팅을 더 구비하는 조사 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 상기 복수의 광원 및 상기 복수의 굴절성 광학 소자는, 상이한 굴절성 광학 소자가 각각의 광원과 연관되도록 구성되는 조사 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광원 뱅크는 복수의 광원 및 복수의 광학 소자를 구비하며, 상기 광원 및 상기 광학 소자는 복수의 조준 채널을 형성하도록 구성된 조사 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 각 조사 채널은, 그 채널의 광원 뱅크와 화상-형성 장치 사이에 배치된 적분기를 더 구비하며, 각 적분기는 광원 뱅크와 광학적으로 연결된 입력단 및 화상-형성 장치에 광학적으로 연결된 출력단을 갖는 조사 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 적분기의 입력단은 부분할된 구경 장치를 포함하는 조사 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 부분할된 구경 장치는 복수의 반사성 표면을 구비하며, 그 채널의 광원 뱅크는 복수의 광원 서브 어셈블리를 구비하며, 상기 반사성 표면 및 상기 서브 어셈블리는, 각 광원 서브 어셈블리로부터의 광원의 적어도 일부분이 반사성 표면 중 하나에 의하여 수광되고 적분기로 반사되는 조사 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 부분할된 구경 장치는, 반사성 표면 중 적어도 하나 상에 배치되고 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성된, 하나 이상의 반사성 코팅을 더 구비하는 조사 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 부분할된 구경 장치는 복수의 프리즘을 구비하며, 각 프리 즘은 두 개의 면 및 하나의 대각면을 가지며, 상기 프리즘은 적분기의 입력단에 인접하게 배치되며, 상기 프리즘의 대각면은, 광원 서브 어셈블리로부터 광을 수광하고 적분기로 반사되는 반사성 표면인 조사 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 부분할된 구경 장치는 프리즘들의 대각면들 중 하나 이상의 면 상에 배치되고 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성된 하나 이상의 반사성 코팅을 더 구비하는 조사 시스템.
  17. 제13항에 있어서, 상기 부분할된 개구 장치는 복수의 프리즘을 구비하며, 각 프리즘은 두 개의 면과 대각 측면을 가지며, 상기 프리즘은, 입력단의 일부분을 빈곳으로 유지하여 개방부를 형성하도록, 적분기의 입력단에 인접하게 배치되며, 상기 프리즘들의 상기 대각면은 광원 어셈블리로부터의 광을 수광하고 적분기로 반사하는 반사성 표면이며, 그 조사 채널로부터의 광원 뱅크는 개방부를 조사하도록 구성된 광원 서브 어셈블리를 구비하는 조사 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 부분할된 개구 장치는 상기 프리즘의 대각면 중 하나 이상의 면 상에 배치되거나 또는 상기 개방부에 배치된 하나 이상의 색-특정 코팅을 더 구비하는 조사 시스템.
  19. 제11항에 있어서, 하나 이상의 상기 적분기는 입력단에서 출력단으로 큰 증 가를 경험하는 크기를 가지며, 동일한 조사 채널로부터의 상기 광원 뱅크는 긴 길이와 짧은 길이를 갖는 비-방사상적으로 대칭하는 구경을 형성하도록 구성되며, 이것은, 큰 각 크기와 작은 각 크기를 갖는 비-방사상적으로 대칭하는 각 강도 분포를 갖는 조사를 생성하며, 상기 적분기의 입력단에서의 각 강도 분포의 큰 각 크기는 길이의 증가를 경험하는 적분기의 크기에 실질적으로 정렬되는 조사 시스템.
  20. 제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 적분기는 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되고 선택적으로 배치되는 조사 시스템.
  21. 제11항에 있어서, 상기 화상-형성 장치상에서 둘 이상의 상기 조사 채널의 조사를 결합하기 위하여, 상기 화상-형성 장치 및 상기 적분기 사이에 배치된 다이크로익 컴바이너를 더 구비하는 조사 시스템.
  22. 제11항에 있어서, 상기 적분기의 출력단 및 상기 화상-형성 장치 사이에 배치된, 중계렌즈, TIR 프리즘, PBS, 폴드미러, 및 편광자 중 하나 이상을 더 구비하는 조사 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광원 뱅크는 그 채널 색상의 상이한 세이드의 광원을 포함하는 조사 시스템.
  24. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광원 뱅크는 제1 세이드의 복수의 광원, 제2 세이드의 복수의 광원 및 상기 제1 및 제2 세이드의 광을 결합하기 위한 다이크로익 컴바이너를 포함하는 조사 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제1 세이드의 광원은 제1 피크 파장으로 광을 방출하며, 상기 제2 세이드의 광원은 제2 피크 파장으로 광을 방출하며, 상기 제1 및 제2 피크 파장은 약 40nm 이하에 의하여 분리되는 조사 시스템.
  26. 제1항에 있어서, 상기 광원 뱅크와 화상-형성 장치 사이에 배치된 적분기를 더 구비하며, 상기 적분기는 광원 뱅크에 광학적으로 연결된 입력단과 화상-형성 장치에 광학적으로 연결된 출력단을 갖는 조사 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 2개 이상의 채널로부터 적분기로의 조사를 결합하기 위하여, 상기 광원 뱅크와 상기 적분기의 입력단 사이에 배치된 다이크로익 컴바이너를 더 구비하는 조사 시스템.
  28. 제26항에 있어서, 상기 적분기는, 입력단에서 출력단으로 길이 증가를 경험하는 크기를 가지며, 상기 하나 이상의 광원 뱅크는, 긴 길이와 짧은 길이를 갖는 비-방사상적으로 대칭하는 구경을 형성하도록 구성되며, 구경의 긴 길이, 다이크로익 미러의 회전축 및 길이의 증가를 경험하는 적분기의 크기는 실질적으로 정렬되 어 있는 조사 시스템.
  29. 제1항에 기재된 조사 시스템 및 상기 화상-형성 장치에 광학적으로 연결된 프로젝션 광학기를 구비하는 프로젝션 시스템.
  30. 광원 뱅크를 각각 구비하는, 상이한 색상의 복수의 조사 채널;
    광파워를 갖는 광학 소자 및 균질화하는 광학 소자로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 조사 채널 중 하나에 배치되는 하나 이상의 광학 소자로서, 다른 조사 채널과는 공유되지 않으며, 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되고 선택적으로 배치되는 하나 이상의 광학 소자; 및
    하나 이상의 상기 조사 채널로부터 조사를 수용하도록 배치된 화사-형성 장치를 구비하는 조사 시스템.
  31. 제30항에 있어서, 하나 이상의 상기 광원 뱅크는 반사기의 어셈블리에 병합된 복수의 광원을 구비하는 조사 시스템.
  32. 제31항에 있어서, 상기 반사기의 어셈블리는, 복수의 할로우 또는 솔리드 형상의 반사기부에 의하여 형성된 반사기 본체를 구비하며, 각 반사기부는 회전면을 따르는 조사 시스템.
  33. 제30항에 있어서, 상기 하나 이상의 광원 뱅크는 복수의 광원 및 복수의 굴절성 광학 소자를 구비하는 조사 시스템.
  34. 제33항에 있어서, 상기 복수의 광원 및 상기 복수의 굴절성 광학 소자는, 상이한 굴절성 광학 소자가 각각의 광원과 연관되도록 구성되는 조사 시스템.
  35. 제30항에 있어서, 상기 하나 이상의 광원 뱅크는 복수의 광원 및 복수의 광학 소자를 구비하며, 상기 광원 및 상기 광학 소자는 복수의 조준 채널을 형성하도록 구성된 조사 시스템.
  36. 제30항에 있어서, 상기 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 광학 소자는, 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성된 형상을 갖는 조사 시스템.
  37. 제30항에 있어서, 상기 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 광학 소자는, 색-특정 코팅을 구비하는 조사 시스템.
  38. 제30항에 있어서, 상기 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 광학 소자는 굴절성 광학 소자 또는 반사성 광학 소자인 조사 시스템.
  39. 제30항에 있어서, 상기 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 광학 소자는, 그 채널의 광원 뱅크 및 상기 화상-형성 장치의 사이에 배치된 적분기이며, 상기 적분기는 상기 광원 뱅크에 광학적으로 연결된 입력단 및 상기 화상-형성 장치에 광학적으로 연결된 출력단을 갖는 조사 시스템.
  40. 제39항에 있어서, 상기 적분기의 상기 입력단은 부분할된 구경 장치를 포함하는 조사 시스템.
  41. 제40항에 있어서, 상기 부분할된 구경 장치는 복수의 반사성 표면을 구비하며, 그 채널의 광원 뱅크는 복수의 광원 서브 어셈블리를 구비하며, 상기 반사성 표면 및 상기 서브 어셈블리는, 각 광원 서브 어셈블리로부터의 광원의 적어도 일부분이 반사성 표면 중 하나에 의하여 수광되고 적분기로 반사되는 조사 시스템.
  42. 제41항에 있어서, 상기 부분할된 구경 장치는, 반사성 표면 중 적어도 하나 상에 배치되고 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성된, 하나 이상의 반사성 코팅을 더 구비하는 조사 시스템.
  43. 제41항에 있어서, 부분할된 구경 장치는 복수의 프리즘을 구비하며, 각 프리즘은 두 개의 면 및 하나의 대각면을 가지며, 상기 프리즘은 적분기의 입력단에 인접하게 배치되며, 상기 프리즘의 대각면은, 광원 서브 어셈블리로부터 광을 수광하 고 적분기로 반사되는 반사성 표면인 조사 시스템.
  44. 제43항에 있어서, 상기 부분할된 구경 장치는 상기 프리즘들의 대각면들 중 하나 이상의 면 상에 배치되고 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성된 하나 이상의 반사성 코팅을 더 구비하는 조사 시스템.
  45. 제41항에 있어서, 상기 부분할된 개구 장치는 복수의 프리즘을 구비하며, 각 프리즘은 두 개의 면과 대각 측면을 가지며, 상기 프리즘은, 입력단의 일부분을 빈곳으로 유지하여 개방부를 형성하도록, 적분기의 입력단에 인접하게 배치되며, 상기 프리즘들의 상기 대각면은 광원 어셈블리로부터의 광을 수광하고 적분기로 반사하는 반사성 표면이며, 그 조사 채널로부터의 광원 뱅크는 개방부를 조사하도록 구성된 광원 서브 어셈블리를 구비하는 조사 시스템.
  46. 제45항에 있어서, 상기 부분할된 개구 장치는 상기 프리즘의 대각면 중 하나 이상의 면 상에 배치되거나 또는 상기 개방부에 배치된 하나 이상의 색-특정 코팅을 더 구비하는 조사 시스템.
  47. 제39항에 있어서, 상기 적분기는 입력단에서 출력단으로 큰 증가를 경험하는 크기를 가지며, 동일한 조사 채널로부터의 상기 광원 뱅크는 긴 길이와 짧은 길이를 갖는 비-방사상적으로 대칭하는 구경을 형성하도록 구성되며, 이것은, 큰 각 크 기와 작은 각 크기를 갖는 비-방사상적으로 대칭하는 각 강도 분포를 갖는 조사를 생성하며, 상기 적분기의 입력단에서의 각 강도 분포의 큰 각 크기는 길이의 증가를 경험하는 적분기의 크기에 실질적으로 정렬되는 조사 시스템.
  48. 제30항에 있어서, 상기 광원 뱅크 및 상기 화상-형성 장치 사이에 배치된, 중계렌즈, TIR 프리즘, PBS, 폴드미러, 및 편광자 중 하나 이상을 더 구비하는 조사 시스템.
  49. 제30항에 있어서, 상기 하나 이상의 광원 뱅크는 그 채널 색상의 상이한 세이드의 광원을 포함하는 조사 시스템.
  50. 제30항에 있어서, 상기 하나 이상의 광원 뱅크는 제1 세이드의 복수의 광원, 제2 세이드의 복수의 광원 및 상기 제1 및 제2 세이드의 광을 결합하기 위한 다이크로익 컴바이너를 포함하는 조사 시스템.
  51. 제50항에 있어서, 상기 제1 세이드의 광원은 제1 피크 파장으로 광을 방출하며, 상기 제2 세이드의 광원은 제2 피크 파장으로 광을 방출하며, 상기 제1 및 제2 피크 파장은 약 40nm 이하에 의하여 분리되는 조사 시스템.
  52. 제1 화상-형성 장치에 광학적으로 연결된 제1 광원 뱅크를 구비하는 제1 색 상 조사 채널;
    제2 화상-형성 장치에 광학적으로 연결된 제2 광원 뱅크를 구비하는 제2 색상 조사 채널; 및
    광파워를 갖는 광학 소자 및 균질화하는 광학 소자로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, 상기 조사 채널의 하나에 배치되고, 임의의 다른 조사 채널과 공유되지 않는 광학 소자를 구비하며, 상기 광학 소자는 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 조사 시스템.
  53. 제52항에 있어서, 하나 이상의 상기 광원 뱅크는 반사기의 어셈블리에 병합된 복수의 광원을 구비하는 조사 시스템.
  54. 제53항에 있어서, 상기 반사기의 어셈블리는, 복수의 할로우 또는 솔리드 형상의 반사기부에 의하여 형성된 반사기 본체를 구비하며, 각 반사기부는 회전면을 따르는 조사 시스템.
  55. 제53항에 있어서, 상기 반사기의 어셈블리는 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치된 광학 소자인 조사 시스템.
  56. 제52항에 있어서, 상기 하나 이상의 광원 뱅크는 복수의 광원 및 복수의 굴절성 광학 소자를 구비하는 조사 시스템.
  57. 제56항에 있어서, 상기 하나 이상의 굴절성 광학 소자는 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치된 광학 소자인 조사 시스템.
  58. 제52항에 있어서, 상기 하나 이상의 광원 뱅크는 복수의 광원 및 복수의 광학 소자를 구비하며, 상기 광원 및 상기 광학 소자는 복수의 조준 채널을 구성하는 조사 시스템.
  59. 제52항에 있어서, 상기 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 광학 소자는, 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성된 형상을 갖는 조사 시스템.
  60. 제52항에 있어서, 상기 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 광학 소자는, 색-특정 코팅을 구비하는 조사 시스템.
  61. 제52항에 있어서, 상기 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 광학 소자는 굴절성 광학 소자 또는 반사성 광학 소자인 조사 시스템.
  62. 제52항에 있어서, 상기 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 광 학 소자는, 그 채널의 광원 뱅크 및 그 채널의 화상-형성 장치 사이의, 조사 채널 중 하나에 배치된 적분기이며, 상기 적분기는 상기 광원 뱅크에 광학적으로 연결된 입력단 및 그 채널의 화상-형성 장치에 광학적으로 연결된 출력단을 갖는 조사 시스템.
  63. 제52항에 있어서, 상기 광원 뱅크 및 상기 화상-형성 장치 사이의, 상기 조사 채널 중 하나 이상에 배치된, 중계렌즈, TIR 프리즘, PBS, 폴드미러, 및 편광자 중 하나 이상을 더 구비하는 조사 시스템.
  64. 제52항에 있어서, 상기 하나 이상의 광원 뱅크는 그 채널 색상의 상이한 세이드의 광원을 포함하는 조사 시스템.
  65. 제52항에 있어서, 상기 하나 이상의 광원 뱅크는 제1 세이드의 복수의 광원, 제2 세이드의 복수의 광원 및 상기 제1 및 제2 세이드의 광을 결합하기 위한 다이크로익 컴바이너를 포함하는 조사 시스템.
  66. 제65항에 있어서, 상기 제1 세이드의 광원은 제1 피크 파장으로 광을 방출하며, 상기 제2 세이드의 광원은 제2 피크 파장으로 광을 방출하며, 상기 제1 및 제2 피크 파장은 약 40nm 이하에 의하여 분리되는 조사 시스템.
  67. 제52항에 있어서, 상기 제1 조사 채널은, 상기 제1 광원 뱅크 및 상기 제1 화상-형성 장치 사이에 배치된 제1 적분기를 더 구비하며, 상기 제1 적분기는 상기 제1 광원 뱅크에 광학적으로 연결되는 입력단 및 상기 제1 화상-형성 장치에 광학적으로 연결되는 출력단을 가지며, 상기 제2 조사 채널은 상기 제2 광원 뱅크 및 상기 제2 화상-형성 장치 사이에 배치된 제2 적분기를 더 구비하며, 상기 제2 적분기는 상기 제2 광원 뱅크에 광학적으로 연결된 입력단 및 상기 제2 화상-형성 장치에 광학적으로 연결된 출력단을 갖는 조사 시스템
  68. 제67항에 있어서, 하나 이상의 상기 제1 및 제2 적분기의 입력단은 부분할된 구경 장치를 포함하는 조사 시스템.
  69. 제67항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 적분기 중 적어도 하나는 입력단에서 출력단으로 큰 증가를 경험하는 크기를 가지며, 동일한 채널로부터의 광원 뱅크는 긴 길이와 짧은 길이를 갖는 비-방사상으로 대칭하는 구경을 형성하도록 구성되며, 이것은, 큰 각 크기와 작은 각 크기를 갖는 비-방사상으로 대칭적인 강도 분포를 갖는 조사를 생성하며, 상기 적분기의 입력단에서의 상기 조사의 큰 각 크기는 큰 증가를 경험하는 적분기의 크기와 실질적으로 정렬되는 조사 시스템.
  70. 제67항에 있어서, 상기 제1 및 제2 적분기 중 하나 이상은, 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 광학 소자인 조사 시스템.
  71. 제67항에 있어서, 상기 제1 조사 채널은 상기 제1 적분기 및 상기 제1 화상-형성 장치 사이에 배치된 제1 중계렌즈를 더 구비하며, 상기 제2 조사 채널은 상기 제2 적분기 및 상기 제2 화상-형성 장치 사이에 배치된 제2 중계렌즈를 더 구비하는 조사 시스템.
  72. 제71항에 있어서, 상기 제1 및 제2 중계렌즈 중 하나 이상은, 그 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 조사 시스템.
  73. 제52항에 있어서, 상기 제1 및 제2 조사 채널은, 상기 제1 광원 뱅크 및 상기 제1 화상-형성 장치 사이와, 상기 제2 광원 뱅크 및 상기 제2 화상-형성 장치 사이에 배치된, 다방향성 광학 소자를 더 구비하여, 제1 광원 뱅크로부터의 광이 제1 방향을 따라서 다방향성 광학 소자에 의하여 굴절되며, 상기 제2 광원 뱅크로부터의 광이 제2 방향을 따라서 다방향성 광학 소자에 의하여 굴절되도록 하는 조사 시스템.
  74. 제73항에 있어서, 상기 제1 방향은 제2 방향에 대하여 약 90도의 각을 형성하는 조사 시스템.
  75. 제73항에 있어서, 상기 다방향성 광학 소자는, 상기 제1 조사 채널의 색상에 대하여 제1 방향을 따라서 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 조사 시스템.
  76. 제75항에 있어서, 상기 다방향성 광학 소자는 상기 제2 조사 채널의 색상에 대하여 제2 방향을 따라서 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 조사 시스템.
  77. 제52항에 있어서, 제3 광원 뱅크 및 상기 제3 광원 뱅크에 광학적으로 연결된 제3 화상-형성 장치를 더 구비하는 조사 시스템.
  78. 제77항에 있어서, 입력단과 출력단을 갖는 제3 적분기를 더 구비하며, 상기 입력단은 상기 제3 광원 뱅크에 광학적으로 연결되며, 상기 출력단은 상기 제3 화상-형성 장치에 광학적으로 연결되도록 배치되는 조사 시스템.
  79. 제78항에 있어서, 상기 제3 적분기는 제3 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 조사 시스템.
  80. 제78항에 있어서, 상기 제3 적분기의 출력단 및 상기 제3 화상-형성 장치 사이에 배치된 제3 중계렌즈를 더 구비하는 조사 시스템.
  81. 제80항에 있어서, 상기 제3 중계렌즈는 절삭된 굴절성 광학 소자를 구비하는 조사 시스템
  82. 제80항에 있어서, 상기 제3 중계렌즈는 제3 조사 채널의 색상에 대하여 선택적으로 구성되거나 또는 선택적으로 배치되는 조사 시스템.
  83. 제1 광원 뱅크를 구비하는 제1 색상의 조사 채널;
    제2 광원 뱅크를 구비하는 제2 색상의 조사 채널;
    입력단을 갖는 적분기와, 제1 및 제2 조사 채널의 조사를 결합하기 위하여, 상기 제1 광원 뱅크 및 적분기 사이에 배치된 제1 다이크로익 미러를 구비하는 광학 소자 시스템; 및
    상기 제1 및 제2 광원 뱅크에 광학적으로 연결된 화상-형성 장치를 구비하며;
    하나 이상의 상기 광원 뱅크는 복수의 광원 및 복수의 광학 소자를 구비하며, 상기 광원 및 상기 광학 소자는 복수의 조준 채널을 형성하도록 구성되는 조사 시스템.
  84. 제83항에 있어서, 제3 색상의 조사 채널을 더 구비하며, 상기 제3 색상의 조사 채널은 제3 광원 뱅크, 및 상기 제1 및 상기 제2 색상의 조사에 상기 제3 색상 의 조사를 결합하기 위하여, 상기 적분기와 상기 제1 다이크로익 미러 사이에 배치된 제2 다이크로익 미러를 구비하는 조사 시스템.
  85. 제83항에 있어서, 상기 복수의 광원은, 상기 적분기의 입력단을 중심으로 하는 구형 표면을 실질적으로 따라서 배치되며, 상기 복수의 광학 소자는 복수의 굴절성 광학 소자를 구비하는 조사 시스템.
  86. 제83항에 있어서, 상기 복수의 광학 소자는 형상화된 반사기의 어셈블리를 구비하며, 상기 복수의 광원이 거기에 병합되는 조사 시스템.
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