KR20080043270A

KR20080043270A - 컬러 광원을 위한 조명 장치

Info

Publication number: KR20080043270A
Application number: KR1020077030945A
Authority: KR
Inventors: 마크 디. 피터슨; 제프리 에이. 고만
Original assignee: 인포커스 코포레이션
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2008-05-16
Also published as: EP1899765A2; EP1899765A4; CN101185022A; CN101185022B; WO2006130724A3; US20060274284A1; WO2006130724A2; JP2008542842A

Abstract

컬러 광원의 조합 광 경로를 위한 조명 장치를 위한 장치, 물품, 방법 및 시스템에 관한 실시예들이 본원에 기술된다. 다른 실시예들이 기술될 수 있고 청구될 수 있다.

광원, 광 경로, 교차점, 필터, 조명장치, 반사, 투과

Description

컬러 광원을 위한 조명 장치{Illumination arrangements for colored light sources}

본 출원은 2005년 5월 31일 출원된 제목이 "ILLUMINATION ARRANGEMENTS FOR COLORED LIGHT EMITTING DEVICES"인 임시 출원 번호 60/686,344호와 2006년 5월 31일 출원된 제목이 "ILLUMINATION ARRANGEMENTS FOR COLORED LIGHT SOURCES"인 정식 출원 번호 11/421,417호의 우선권을 주장한다. 상기 임시 및 정식 출원은 본 출원과 일치하지 않는 섹션들을 제외하고 전체로서 참조로서 본원에 통합된다.

본 발명의 개시된 실시예들은 프로젝션 시스템들에 관한 것이고 특히, 이러한 프로젝션 시스템에서 광원으로부터의 광 경로의 조합에 관한 것이다.

멀티미디어 프로젝션 시스템들은 상품 선전 투과, 사업 회의, 수업과 같은 목적을 위해 및 홈 씨어터(home theater)에 사용하기 위해 대중적이 되고 있다. 전형적인 동작에서, 멀티미디어 프로젝션 시스템들은 데이터 소스로부터 비디오 신호들을 수신하고 상기 비디오 신호들을 하나 이상의 디지털 구동 광 밸브들을 제어하기 위해 디지털 정보로 변환한다. 이러한 디지털 정보에 기초하여 상기 광 밸브들은 입사광을 비디오 이미지를 나타내는 이미지 포함 광으로 조작한다. 고-에너지 방전 램프들은 종래 기술 프로젝션 시스템들에서 자주 이용된 다색 광(polychromatic light)을 방출한다. 이들 종래 기술 프로젝션 시스템들은 짧은 램프 수명 및 초기 사용 기간 후에 감소된 밝기를 포함하는 다수의 단점들을 겪는다. 부가적으로, 주 컬러의 광을 선택적으로 조작하도록 상기 다색광을 분할하도록 의도된 상당량의 자원들이 있다.

최근의 초점은 다색광원들의 단점에 의해 덜 영향을 받는 고체 상태 광원들의 단색광을 채용 및 사용하는 프로젝션 시스템들을 개발하고 제조하는 것이다. 프로젝션 시스템들에서 다수의 단색광원을 이용하는 하나의 도전은 신뢰성, 성능, 패키지 크기 및 프로젝션 시스템들의 가격을 인식하면서, 상기 광원으로부터 광을 조합하는 것이다.

본 발명의 실시예들은 예로서 설명되고 동일한 참조번호가 유사한 소자들을 나타내는 첨부된 도면으로 제한되지 않는다.

다음 상세한 설명들에서 참조는 동일한 번호가 전체적으로 동일한 부분을 지시하고 본 발명을 실시할 수 있는 특정 실시예, 예로서 그 부분을 형성하는 첨부된 도면에 설정된다. 다른 실시예들은 사용될 수 있고 구조적 또는 논리적 변경들이 본 발명의 실시예들의 범위를 벗어나지 않고 가능하다. 위로, 아래로, 뒤로 및 앞으로와 같은 방향들이 도면의 논의에 사용된다. 이들 방향들은 논의를 용이하게 하는데 사용되고 본 발명의 실시예들의 적용을 한정하도록 의도되지 않는다. 따라서, 이하 상세한 설명들은 첨부된 청구항들 및 그 등가물들에 의해 규정되는 본 발명의 실시예들의 정신과 범위를 제한하는 것으로 고려되지 않는다.

본 발명의 목적을 위해, 구 "A/B"는 A 또는 B를 의미하고; 구 "A 및/또는 B"는 "(A), (B) 또는 (A 및 B)"를 의미하고; 구 "A, B, 및/또는 C"는 "(A), (B), (C), (A 및 B), (A 및 C), (B 및 C) 또는 (A, B 및 C)"를 의미하고; 구 "(A)B"는 "(B) 또는 (AB)를 의미하고 즉, A는 부가 요소이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명장치를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치를 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치를 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치를 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치를 도시한 도면.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치를 도시한 도면.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 프로젝션 시스템을 도시한 도면.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로젝션 시스템에서 사용하기 위한 조명장치(100)를 도시한다. 상기 조명장치(100)는 다수의 컬러 광원으로부터의 광을 예를 들어 광 터널, 플라이 아이 렌즈(flys eyes lenses)와 같은 적분 디바이스(104)로 조합할 수 있다. 본 실시예에서 녹색 광원(108)이 녹색 광에 대응하는 파장의 범위 내의 광을 적분 디바이스(104)로서 광학 축과 실질적으로 동일한 광 경로를 따라 상기 적분 디바이스(104)로 제공할 수 있다. 광원(108)은 다수의 필터들 및 렌즈들(110)을 통해 적분 디바이스(104)와 광학적으로 결합된다.

일 실시예에서, 다른 녹색 광원(112)가 또한 녹색 파장 범위 즉 500 - 560 nm의 광을 제공할 수 있다. 필터(116)는 상기 광원(108)으로부터 광을 투과하고 상기 광원(112)으로부터의 광을 적분 디바이스(104)로 반사하도록 구성된다.

일 실시예에서, 두개의 녹색 광원(108 및 112)들은 약간 다른 파장의 녹색 광을 제공할 수 있다. 본 실시예에서, 필터(116)는 녹색 광원(112)으로부터의 광은 반사시키면서 녹색 광원(108)으로부터의 광을 통과하게 하도록 구성된 이색성 필터(dichroic filter)일 수 있다. 예를 들어, 녹색 광원(108)은 약 540 nm의 평균 파장의 광을 제공하고, 녹색 광원(112)은 약 520 nmd의 평균 파장의 광을 제공할 수 있다. 필터(116)는 530 nm 이하의 광은 반사시키면서 530 nm보다 큰 파장의 광은 통과하도록 구성된 이색성 에지 필터(dichroic edge filter)일 수 있다.

다른 실시예에서, 필터(116)는 하나의 편광을 반사하고 직교 편광을 투과하도록 구성된 편광 필터일 수 있다. 예를 들어, 광원(108)은 수직으로 편광된 광을 방출할 수 있고 광원(112)은 수평으로 편광된 광을 방출할 수 있다. 본 실시예에서, 필터(116)는 광원(112)으로부터의 광과 같이 수평으로 편광된 광은 투과하고, 광원(108)으로부터의 광과 같이 수직으로 편광된 광은 반사할 수 있다.

다양한 실시예들에서, 광원(108 및/또는 112)들은 적절히 편광된 광을 방출 하도록 구성된 다양한 편광 성분들을 가질 수 있다. 또한, 다양한 실시예들에서, 부가/대안의 편광들이 사용될 수 있다.

청색 광원(120)은 예를 들어, 440 - 485 nm의 청색 파장 범위 내의 광을 제공할 수 있다. 필터(124)는 청색 광원(120)으로부터의 광을 반사하고 녹색 광원들(108 및 112)로부터의 광은 통과하도록 할 수 있다.

적색 광원(128)은 예를 들어, 625 - 740 nm의 적색 파장 범위 내의 광을 제공할 수 있다. 필터(132)는 적색 광원(128)으로부터의 광을 적분 디바이스(104)로 반사하고 초록 광원들(108 및 112)과 청색 광원(120)으로부터의 광을 투과할 수 있다.

다양한 실시예들에서, 본원에 기술된 조명장치들은 광원의 추가/제거, 부가/대안 컬러들(예를 들어, 황색 및/또는 청록색), 및/또는 사용된 필터들에 적절한 변경으로 컬러 광원들의 대안의 위치와 같은 변경들을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 필터들은 이색성 간섭 필터들(dichroic interference filters)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 간섭 필터들과 같은 다른 유형의 필터들이 사용될 수 있다. 부가적으로, 필터들은 적절하게 노치 필터(notch filter) 및/또는 에지 필터(edge filter)일 수 있다. 예를 들어, 상술된 실시예들이 필터(116)로 녹색 광을 조합하는 것을 가르치는 반면, 다른 실시예들은 유사한 방법으로 다른 컬러 광 경로들을 부가/대안적으로 조합할 수 있다.

본원에 기술된 조명장치들은 그 컬러를 광원들에 부가함으로써 하나 이상의 컬러들의 강도를 증가시키는 유연성을 허용한다. 특정 컬러의 강도를 증가시키는 것은 프로젝션 시스템에 대한 더 바람직한 컬러 밸런스(color balance)를 얻기 위해 바람직할 수 있다. 본 발명의 조명장치는 또한 더 많은 컬러 광원들(예를 들어, 황색 및/또는 청록색)이 채용되도록 함으로써 또한 컬러 가무트(color gamut)를 증가시킬 수 있다. 이들 장치들은 또한 각 컬러에 대해 개별 적분 터널들을 갖는 것에 비해 프로젝션 시스템의 전체 크기 및 비용을 감소하도록 할 수 있다. 또한, 광원들로부터의 광은 단일 광 경로를 따라 터널에 나타날 수 있다. 싱글 광 경로는 유사한 조명 면적 및 하위 성분들에 대한 각들을 갖는 다른 컬러 광을 나타냄으로써 프로젝션 시스템의 범위(etendue) 또는 광 처리량의 보존을 도울 수 있다.

도시된 바와 같이, 각각의 컬러 광원들(108, 112, 120 및 128)은 발광 디바이스 및 렌즈들을 포함한다. 다른 실시예들은 부가/대안의 성분들 예를 들어, 거울, 편광 소자 등을 포함할 수 있다. 발광 디바이스는 발광 다이오드 및/또는 레이저 다이오드와 같은 고체-상태 광원들을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치(200)를 도시한다. 본 실시예에서, 녹색 광원(204 및 208)으로부터의 광은 상술한 실시예와 유사하게 필터(212)와 조합될 수 있다. 녹색 광원(204 및 208)은 다수의 필터들 및 렌즈(220)를 통해 적분 디바이스(216)와 광학적으로 결합될 수 있다.

적색 광원(224)은 필터(228)를 통해 투과되고 적분 디바이스(216)로 필터(232)로 반사될 적색 광을 제공한다.

청색 광원(224)은 필터(228) 및 필터(232)를 통해 적분 디바이스(216)로 반사되는 청색 광을 제공한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치(300)를 도시한다. 본 실시예에서, 필터들은 X-큐브라 지칭되는 투명 큐브형 구조에 임베딩되고 교차한다. 제 1 X-큐브(304)는 녹색 광원(308)으로부터 녹색 광을 반사하고 청색 광원(312)으로부터 청색 광을 투과하도록 구성된 필터(306)를 갖는다. 제 1 X-큐브(304)는 또한 청색 광원(312)으로부터 청색광을 반사하고 광원(308)으로부터 녹색 광을 투과하도록 구성된 필터(310)를 갖는다. 녹색 및 청색 광은 제 1 X-큐브로부터 하위 성분들 예를 들어, 적분 디바이스(316)로 투과된다.

제 2 X-큐브(320)는 청색 광원(312) 및 녹색 광원(308)으로부터의 광을 적분 디바이스(316)로 투과하도록 구성된다. 제 2 X-큐브는 또한 녹색 광원(324)으로부터의 광을 반사하고 적색 광원(328)으로부터의 광을 투과하도록 구성되고 투과하는 필터(322)를 갖는다. 도 1과 관련하여 상술된 실시예와 유사하게, 필터(322)는 다른 파장 및/또는 편광에 적어도 일부 기초하여 녹색 광원(324)으로부터의 광과 녹색 광원(308)으로부터의 광을 구분할 수 있다.

제 2 X-큐브(320)는 또한 녹색 광원(324)으로부터의 광을 투과하고 적색 광원(328)으로부터의 광을 반사하도록 구성된 필터(326)를 갖는다. 일 실시예에서, 적분 디바이스(316)는 제 2 X-큐브(320)에 인접할 수 있다. 다른 실시예에서, 렌즈가 2개의 성분들 사이에 위치될 수 있다.

다양한 실시예들에서, 부가 광원이 터널(316)에 대향하여 X-큐브(304)의 표면에 위치될 수 있고/또는 부가 X-큐브들이 부가될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치(400)를 도시한다. 본 실시예 에서, 적분 디바이스(404)는 적분 디바이스에 임베딩된 하나 이상의 필터들을 포함한다. 녹색 광원(408)은 적분 디바이스(404)의 일 측면에 위치되고 녹색 광을 필터/미러(412)에 제공하도록 구성될 수 있다. 필터/미러(412)는 적분 디바이스(404) 내의 다른 다수의 필터들을 통해 아래로 녹색 광을 반사할 수 있다. 제 2 녹색 광원(416)은 제 1 녹색 광원(408)에 인접하여 위치될 수 있다. 필터(420)는 상술된 실시예들과 유사하게, 제 2 광원(416)으로부터 광을 반사하고 제 1 녹색 광원(408)로부터 광을 투과한다.

제 2 녹색 광원(416)에 인접하여 위치된, 적색 광원(424)은 필터(428)로 반사되는 적색 광을 제공할 수 있다. 필터(428)는 녹색 광원(408 및 416)으로부터 녹색 광을 투과하도록 구성된다.

적색 광원(424)에 인접하여 위치된, 청색 광원(432)은 필터(436)에 반사되는 청색 광을 제공할 수 있다. 필터(436)는 녹색 및 적색 광을 투과하도록 구성된다.

본 실시예에서, 광원들(408, 416, 424 및 432)은 동일 평면 상에 배치된다. 이러한 평면 구성은 공통 기판 상에 예를 들어, 픽-앤드-플레이스 머신(pick-and-place machine)으로 발광 디바이스들을 정밀하게 위치시킬 수 있게 한다. 이는 또한, 정렬을 용이하게 하고 및/또는 제조 비용을 감소시킨다. 부가적으로, 이는 발광 디바이스들의 냉각을 용이하게 한다. 디바이스들의 냉각은 히트 싱크(heat sink)를 기판에 열적 결합함으로써 및/또는 디바이스 전체에 기류를 향하게 함으로써 일어날 수 있다.

다양한 실시예들에서, 다른 광원들은 부가/대안적으로 적분 디바이스(404)의 위쪽 단부 및/또는 도 4에 도시된 바와 같이 광원들이 위치된 곳의 반대쪽에 위치될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치(500)를 도시한다. 본 실시예에서, 적색 광원(504), 녹색 광원(508), 및 청색 광원(512)은 각각 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광을 교차 필터 디바이스(516)에 제공할 수 있다. 교차 필터 디바이스(516)는 적색 광을 반사하고 청색 광 및 녹색 광을 적분 디바이스(524)로 투과하도록 구성된 필터(520)를 가질 수 있다. 교차 필터 디바이스(516)는 또한 청색 광을 반사하고 적색 광 및 녹색 광을 적분 디바이스(524)로 투과하도록 구성된 필터(528)를 가질 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치(600)를 도시한다. 본 실시예에서 적색 광원(604), 녹색 광원(608), 및 청색 광원(612)이 각각 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광을 교차 필터 디바이스(616)에 제공할 수 있다. 교차 필터 디바이스(616)는 적색 광을 반사하고 청색 광 및 녹색 광을 투과하도록 구성된 필터(620)를 가질 수 있다. 교차 필터 디바이스(616)는 또한 청색 광을 반사하고 적색 및 녹색 광을 적분 디바이스(624)로 투과하도록 구성된 필터(628)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 필터(628)는 적색 광원(604)으로부터 수신된 광의 광 경로와 실질적으로 평행/동일 선 상에 배치될 수 있다. 이 장치는 적색 광의 일부가 필터(620)에 입사되고 필터(628)를 통해 투과되지 않고 터널(624)로 반사되도록 한다. 부가적으로, 필터링은 일치하지 않는, 필터(620)와 필터(628)의 교차점에 입사하는 적색 광의 량은 감소될 수 있다. 적색 광원(604) 및 교차 필터 디바이스(616) 의 이러한 위치(orientation)는 부주의한 필터링을 겪는 적색 광의 량을 감소시킬 수 있다.

여기 사용된 바와 같이, 필터는 필터의 평면에서 라인이 광 경로와 평행/동일 선상이라면 광 경로와 평행/동일 선상이다.

필터(628)과 유사하게, 필터(620)는 광원(612)으로부터 수신된 광의 광 경로에 실질적으로 평행/동일 선상에 배치될 수 있다. 유사하게, 이 위치는 부주의한 필터링을 겪는 청색 광의 양을 감소시킬 수 있다. 본 실시예에서, 약 30°의 필터 각 φ이 필터(620)와 필터(628) 사이의 교차점에 형성될 수 있다.

광원의 상대적 위치에 따라, 약 30°의 필터 각 φ은 반사 필터에 입사되는 각(45°의 필터 각 φ을 갖는 것에 비해)보다 더 작아질 수 있다. 이는 또한, 결과적으로 광의 높은 반사율이 될 수 있는, s-p 편광 누설 발생을 감소시킴으로써 (두 편광에 대해) 유익할 수 있다.

예를 들어, 녹색 광원(608)로부터의 투과 광 경로는 필터 각 φ은 감소시키면서 두 필터들(620 및 628)의 교차점에서 증가된 단면적을 만날 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 이 단면적은 상대적으로 얇은(예를 들어, 0.7 mm, 0.5 mm, 또는 0.3 mm) 필터들을 이용함으로써 감소될 수 있다. 이는 교차점에서 투과로에 대한 광 손실의 감소를 용이하게 한다.

또한, 얇은 필터들을 갖는 것은 동일 선상의/평행한 광 경로에 직교하는 표면적을 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서 필터들(620 및 628)의 에지들은 이 표면적을 감소시키도록 90°가 아닌 각(예를 들어, 60°)에서 커팅(cut)될 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치(700)를 도시한다. 본 실시예에서 적색 광원(704), 녹색 광원(708) 및 청색 광원(712)은 각각 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광을 교차 필터 디바이스(716)에 제공한다. 교차 필터 디바이스(716)는 적색 광을 반사하고 청색 광 및 녹색 광을 적분 디바이스(724)에 투과하도록 구성된 필터(720)를 가질 수 있다. 교차 필터 디바이스(716)는 또한 청색 광을 반사하고 적색 및 녹색 광을 적분 디바이스(724)로 투과하도록 구성된 필터(728)를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 필터들(720 및 728)은 상술된 실시예와 유사하게 30°필터 각으로 배치될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서 광원들(704, 708 및 712)은 실질적으로 동일 평면에 위치되고, 적색, 녹색, 및 청색 광을 교차 필터 디바이스(716)에 각각 결합하도록 반사 디바이스들 예를 들어, 폴드 미러(fold mirror; 732, 736 및 740)들을 포함할 수 있다. 상기 광원들(704, 708 및 712)의 평면 구성은 도 4와 관련하여 기술되고 논의된 실시예와 유사성들을 공유한다. 부가적으로, 적분 디바이스(724)의 입구에서 광원들(704, 708 및/또는 712)의 이미지 정렬은 각각 폴드 미러들(732, 736 및 740)을 조정함으로써 조정될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 기술되고 논의된 다른 실시예들이 본 실시예와 유사한 반사 디바이스들을 갖는 평면 구성에 배치된 광원들로부터 광을 결합하도록 적절한 변경들을 받아들일 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치(800)를 도시한다. 본 실시예에서 적색 광원(804), 녹색 광원(808) 및 청색 광원(812)은 각각 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광을 제공한다. 적색 광원(804)은 필터(820)를 향하는 폴드 미러(824) 를 포함할 수 있다. 필터(820)는 적색 광을 반사하고 녹색 광 및 청색 광을 적분 디바이스(828)에 투과하도록 구성된다. 녹색 광원(808)으로부터의 광은 반사 디바이스(832)에 반사되고 필터(836) 및 필터(820)를 통해 터널(828)로 향한다. 필터(836)는 녹색 광을 투과하고 반사 디바이스(840)를 통해 청색 광원(812)으로부터 수신된 청색 광을 반사하도록 구성될 수 있다. 상술된 실시예와 유사하게, 광원들(804, 808, 812)은 서로 실질적으로 평면 관계에 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치(900)를 도시한다. 본 실시예에서, 프리즘(904)이 적색 광원(908), 녹색 광원(912) 및 청색 광원(916)으로부터 광을 수신하고 수신된 광이 적분 디바이스(920)를 향하게 하도록 배치될 수 있다. 상기 프리즘(904)은 제 1 표면 상에, 제 2 표면을 통해 광원(912)으로부터 녹색광을 투과하도록 구성된 필터 코팅(924)를 가질 수 있다. 상기 프리즘(904)은 또한 제 2 표면 상에, 녹색 광을 적분 디바이스(920)로 다시 반사하도록 구성될 수 있는 필터 코팅(928)을 가질 수 있다. 필터 코팅(928)은 또한 광원(916)으로부터 청색 광을 투과하도록 구성될 수 있다. 필터 코팅(924)은 또한 청색 및 녹색 광은 투과하면서 광원(908)으로부터의 적색 광을 반사하도록 구성될 수 있다.

필터 코팅들을 프리즘의 표면에 위치시키는 것은 필터들의 정렬을 용이하게 할 수 있다.

광 경로들은 설명의 명확성을 위해 서로 독립적으로 도시되었다. 본 발명의 실시예들은 동일 선상의 광 경로들을 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 필터 코팅(924) 및 필터 코팅(928)의 선택적인 반사 및/또는 투과는 적분 디바이스(920)에 대한 실질적으로 공통 출력 광 경로로 컬러 광 경로들의 감소를 용이하게 한다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명장치(1000)를 도시한다. 본 실시예에서, 프리즘(1004)이 적색 광원(1008), 녹색 광원(1012) 및 청색 광원(1016)으로부터 광을 수신하고 수신된 광을 터널(1020)로 향하게 하도록 배치될 수 있다. 이 실시예는 예를 들어, 독립적인 히트 싱크들을 허용하는 서로 개별적으로 위치된 광원들을 갖는 것을 용이하게 할 수 있다.

상기 프리즘(1004)은 광원(1008)으로부터의 적색 광을 반사하고 녹색 및 청색 광원들(1012 및 1016)로부터 각각 녹색 및 청색 광을 투과하도록 구성된 필터 코팅(1024)을 제 1 표면 상에 가질 수 있다. 상기 프리즘(1004)은 또한 광원(1012)으로부터의 녹색 광을 투과하고 광원(1016)으로부터의 청색 광을 반사하도록 구성된 필터 코팅(1028)을 제 2 표면 상에 가질 수 있다. 본 실시예에서, 광원(1016)으로부터의 청색 광은 제 2 표면에서 필터 코팅(1028)으로부터 반사되기 전에 제 1 표면으로부터 내부적으로 반사될 수 있다.

상술된 실시예들과 유사하게, 광 경로들은 설명의 명확성을 위해 서로 독립적으로 도시되었다. 본 발명의 실시예들은 동일 선상의 광 경로들을 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 도 9와 관련하여 설명된 실시예와 유사하게, 필터 코팅(1024) 및 필터 코팅(1028)의 선택적인 반사 및/또는 투과는 적분 디바이스(1020)에 대한 실질적으로 공통 출력 광 경로로 컬러 광 경로들의 감소를 용이하 게 한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 프로젝션 시스템(1100)을 도시한다. 본 실시예에서, 상기 프로젝션 시스템(1100)은 데이터 소스(1108)에 결합된 프로젝션 디바이스(1104), 예를 들어 프로젝터 또는 프로젝션 텔레비전을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서 상기 데이터 소스(1108)는 개인용 또는 랩탑 컴퓨터, 집적 텔레비전 튜너, DVD(digital versatile disk), STB(set-top box) 또는 비디오 카메라 일 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.

프로젝션 디바이스(1104)는 상기에 기술되고 논의된 조명장치들 중 어느 것과 유사한 조명장치(1112)를 포함할 수 있다. 상기 조명장치(1112)로부터의 발광은 광 변조기(1116)와 같은 이미징 디바이스를 조명하도록 광 경로를 따라 전파될 수 있다. 광 변조기(1116)는 DMD(digital micromirror device), 반사성 LCOS(liquid crystal on semiconductor) 디바이스, 및 LCD(liquid crystal device)를 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.

광 변조기(1116)는 제어기(1120)로부터 광 변조기(1116)로 제공된 제어 신호들에 기초하여 광을 변조할 수 있다. 상기 제어기(1120)는 컬러 이미지를 나타내는 컬러 이미지 데이터를 데이터 소스(1118)로부터 수신하고 상기 이미지 데이터를 성분 컬러 데이터(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 데이터)로 처리할 수 있다. 그 후 성분 컬러 데이터는, 조명장치(1112)의 구성 컬러 광원들(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 광원들)에 대응하는 프레임들 방출 시간을 제어하는 전원(1124)에 송신된 신호들과 적절히 동기하는 광 변조기(1116)로 운반될 수 있다. 다양한 실시예들에 서, 상기 제어기는 범용 프로세서/제어기, ASIC(application specific integrated circuit) 또는 PLD(programmable logic device)를 포함할 수 있다.

본 기술의 목적을 위해, 스틸 이미지(still image)는 단지 하나의 프레임만 있는 변질(degenerate) 또는 특별한 비디오로 고려될 수 있다. 따라서, 스틸 이미지 및 비디오 용어 둘 다가 이하 기술에서 사용될 수 있고, 하나 또는 나머지의 표현으로 본 발명의 실시예들을 제한하는 것으로 해석되지 않는다.

광 변조기(1116)의 이미지는 프로젝션 렌즈(1128)로 보기 위해 프로젝션될 수 있다. 다양한 광학 소자들이 주어진 실시예와 연관된 특정 설계 요인들을 조정하도록 광 경로에 위치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 광학 소자들은 프로젝터 하우징(도시되지 않음) 내의 광학 프레임에 의해 함께 결합될 수 있다. 상기 하우징은 기계적으로 단단할 수 있고 열을 발산하기에 용이하게 설계될 수 있다. 프레임 및 하우징은 기류를 생성함으로써 광학 소자들을 냉각하기 위해 냉각 팬을 수용하도록 구성될 수 있다. 전원이 또한 상기 냉각 팬과 제어기를 구동하도록 사용될 수 있다.

바람직한 실시예들의 설명을 목적으로 특정 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 동일한 목적을 달성하도록 계산된 광범위한 대안 및/또는 등가 구현들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 도시되고 설명된 특정 실시예들을 대신할 수 있다는 것을 당업자들은 이해할 것이다. 당업자들은 본 발명이 매우 다양한 실시예들로 구현될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 본 출원은 본원에 논의된 실시예들의 어떠한 개조들 또는 변형들도 커버하도록 의도된다. 따라서, 본 발명이 청구항들 및 그 등가 물에 의해서만 제한된다는 것이 명백하게 의도된다.

Claims

제 1 컬러에 대응하는 제 1 파장 범위의 광을 제공하도록 구성된 제 1 광원;

상기 제 1 파장 범위의 광을 제공하도록 구성된 제 2 광원; 및

상기 제 1 광원에 의해 제공된 광의 제 1 광 경로와 상기 제 2 광원에 의해 제공된 광의 제 2 광 경로의 교차점에 실질적으로 배치되어, 상기 제 1 광원에 의해 제공된 광을 투과하고 상기 제 2 광원에 의해 제공된 광을 상기 제 1 광 경로를 따라 반사하도록 구성된 필터를 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 필터는 이색성 필터(dichroic filter)를 포함하는, 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 이색성 필터는 에지 필터(edge filter)인, 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 에지 필터는 약 530 nm 보다 높은 파장의 광을 투과하고 약 530 nm 보다 낮은 파장의 광을 반사하도록 구성되는, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 필터는 편광 필터(polarization filter)를 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 필터는 제 1 필터이고 상기 교차점은 제 1 교차점이고, 상기 장치는:

제 2 컬러에 대응하는 제 2 파장 범위의 광을 제공하도록 구성된 제 3 광원; 및

상기 제 1 광 경로와 상기 제 3 광원에 의해 제공된 광의 제 3 광 경로의 제 2 교차점에 실질적으로 배치되고, 상기 제 3 광원으로부터 수신된 제 2 파장 범위의 광을 반사하고 상기 제 1 및 제 2 광원으로부터 수신된 제 1 파장 범위의 광을 투과하도록 구성된 제 2 필터를 더 포함하는, 장치.
제 6 항에 있어서,

제 3 컬러에 대응하는 제 3 파장 범위의 광을 제공하도록 구성된 제 4 광원; 및

상기 제 1 광 경로와 상기 제 4 광원에 의해 제공된 광의 제 4 광 경로의 제 3 교차점에 실질적으로 배치되고, 상기 제 4 광원으로부터 수신된 제 3 컬러의 광을 반사하고, 상기 제 1 및 제 2 광원으로부터 수신된 제 1 파장 범위의 광을 투과하고, 상기 제 3 광원으로부터 수신된 제 2 파장 범위의 광을 투과하도록 구성된 제 3 필터를 더 포함하는, 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 및 제 3 컬러들은 각각 녹색, 청색, 적색인, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 필터는 X-큐브(cube) 내에 배치된, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 필터는 적분 디바이스에 배치된, 장치.
교차점에 실질적으로 배치된 필터에 의해, 제 1 광 경로 및 상기 교차점에서 상기 제 1 광 경로를 가로지르는 제 2 광 경로를 따라 제 1 컬러에 대응하는 제 1 파장 범위의 광을 수신하는 단계;

상기 필터를 통해, 상기 제 1 광 경로를 따라 수신된 상기 제 1 파장 범위의 광을 투과하는 단계; 및

상기 필터로부터, 상기 제 2 광 경로를 따라 수신된 상기 제 1 파장 범위의 광을 반사하는 단계를 포함하는, 방법.
제 11 항에 있어서,

제 1 광원으로 상기 제 1 광 경로를 따라 상기 제 1 파장 범위의 광을 제공하는 단계; 및

제 2 광원으로 상기 제 2 광 경로를 따라 상기 제 1 파장 범위의 광을 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 필터는 제 1 필터이고 상기 교차점은 제 1 교차점이고, 상기 방법은:

제 2 교차점에서 상기 제 1 광 경로를 가로지르는 제 3 광 경로를 따라 제 3 광원으로 제 2 컬러에 대응하는 제 2 파장 범위의 광을 제공하는 단계;

상기 제 2 교차점에 실질적으로 배치된 제 2 필터로부터, 상기 제 3 광원으로부터 수신된 제 2 파장 범위의 광을 반사하는 단계; 및

상기 제 2 필터를 통해, 상기 제 1 및 제 2 광원으로부터 수신된 제 1 파장 범위의 광을 투과하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,

제 3 교차점에서 상기 제 1 광 경로를 가로지르는 제 4 광 경로를 따라 제 4 광원으로 제 3 컬러에 대응하는 제 3 파장 범위의 광을 제공하는 단계;

상기 제 3 교차점에 실질적으로 배치된 제 3 필터를 통해, 상기 제 4 광원으로부터 수신된 상기 제 3 파장 범위의 광을 반사하는 단계; 및

상기 제 3 필터를 통해, 상기 제 1 및 제 2 광원으로부터 수신된 제 1 파장 범위의 광과 상기 제 3 광원으로부터 수신된 제 2 파장 범위의 광을 투과하는 단계를 더 포함하는, 방법.
조명장치로서,

제 1 컬러에 대응하는 제 1 파장 범위의 광을 제공하도록 구성된 제 1 광원,

상기 제 1 파장 범위의 광을 제공하도록 구성된 제 2 광원, 및

상기 제 1 광원에 의해 제공된 광의 제 1 광 경로와 상기 제 2 광원에 의해 제공된 광의 제 2 광 경로의 교차점에 실질적으로 배치되어 상기 제 1 광원에 의해 제공된 광을 투과하고 상기 제 2 광원에 의해 제공된 광을 상기 제 1 광 경로를 따라 반사하도록 구성된 필터를 포함하는, 상기 조명장치; 및

상기 조명장치로부터 광을 수신하고 상기 광을 프로젝션된 이미지를 변조하도록 구성된 복수의 프로젝션 구성 요소들을 포함하는, 시스템.
제 15 항에 있어서,

상기 복수의 프로젝션 구성 요소들은:

상기 조명장치로부터 광을 수신하고 상기 수신된 광을 적분하도록 구성된 적분 디바이스; 및

상기 적분된 광을 수신하고 상기 수신되고 적분된 광을 미리결정된 이미지로 변조하도록 구성된 광 변조기를 포함하는, 시스템.
제 15 항에 있어서,

상기 복수의 프로젝션 구성 요소들은, 상기 광 변조기의 이미지를 프로젝션하기 위한 프로젝션 렌즈들을 더 포함하는, 시스템.
제 1 광 경로를 따라 제 1 컬러의 광을 제공하도록 구성된 제 1 광원;

제 2 광 경로를 따라 제 2 컬러의 광을 제공하도록 구성된 제 2 광원; 및

교차 필터 디바이스로서,

상기 제 1 광 경로와 평행하거나 동일 선 상에 실질적으로 배치되고 상기 제 1 컬러의 광을 투과하고 상기 제 2 컬러의 광을 반사하도록 구성된 제 1 필터, 및

상기 제 2 광 경로와 평행하거나 동일 선 상에 실질적으로 배치되고 상기 제 2 컬러의 광을 투과하고 상기 제 1 컬러의 광을 반사하도록 구성된 제 2 필터를 포함하는, 상기 교차 필터 디바이스를 포함하는, 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 제 1 필터 및 상기 제 2 필터는 제 3 컬러의 광을 투과하도록 더 구성되고, 상기 장치는,

상기 제 1 및 제 2 필터를 가로지르는 제 3 광 경로를 따라 상기 제 3 컬러의 광을 제공하도록 구성된 제 3 광원을 더 포함하는, 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 교차 필터 디바이스로부터 광을 수신하고 상기 광을 프로젝션된 이미지로 변조하기 위한 복수의 프로젝션 구성 요소들을 더 포함하는, 장치.
제 20 항에 있어서,

상기 프로젝션 구성 요소들은,

상기 교차 필터 디바이스로부터 광을 수신하고 상기 수신된 광을 적분하도록 구성된 적분 디바이스를 포함하는, 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 적분된 광을 수신하고 상기 광을 미리 결정된 이미지로 변조하도록 구성된 광 변조기를 더 포함하는, 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 필터들은 각각 제 1 및 제 2 이색성 필터들을 포함하는, 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 필터들은 각각 제 1 및 제 2 편광 필터들을 포함하는, 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 제 1 , 제 2 및 제 3 컬러들은 각각 청색, 녹색 및 적색을 포함하는, 장치.
상기 교차 필터 디바이스의 제 1 필터와 실질적으로 평행하거나 동일 선 상의 제 1 광 경로를 따라 제 1 컬러의 광을 교차 필터에 제공하는 단계; 및

상기 교차 필터 디바이스의 제 2 필터와 실질적으로 평행하거나 동일 선 상의 제 2 광 경로를 따라 제 2 컬러의 광을 상기 교차 필터에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 필터들을 가로지르는 제 3 광 경로를 따라 상기 교차 필터 디바이스에 제 3 컬러의 광을 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 27 항에 있어서,

상기 제 1 필터에 의해, 상기 제 2 광을 반사하는 단계;

상기 제 1 필터를 통해, 상기 제 1 및 제 3 컬러의 광을 투과하는 단계;

상기 제 2 필터에 의해, 상기 제 1 컬러의 광을 반사하는 단계; 및

상기 제 2 필터를 통해, 상기 제 2 및 제 3 컬러들을 투과하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 1 컬러의 광을 제공하도록 구성된 제 1 광원;

제 2 컬러의 광을 제공하도록 구성된 제 2 광원;

제 3 컬러의 광을 제공하도록 구성된 제 3 광원; 및

제 1 표면에 배치된 제 1 필터 코팅 및 제 2 표면에 배치된 제 2 필터 코팅을 갖는 프리즘으로서, 상기 프리즘은 상기 제 1 , 제 2 및 제 3 광원으로부터 제 1, 제 2 및 제 3 컬러들의 광을 각각 수신하고, 상기 제 1 및 제 2 필터 코팅에 의한 광을 선택적으로 투과 및/또는 반사의 적어도 일부에 기초하여 실질적으로 공통 광 경로를 따라 수신된 광을 출력하도록 구성된, 상기 프리즘을 포함하는, 장치.
제 29 항에 있어서,

상기 제 1 광원은 상기 제 1 표면에서 상기 프리즘을 교차하는 제 1 광 경로를 따라 상기 제 1 컬러의 광을 제공하도록 구성되고 상기 제 2 광원은 상기 제 2 표면에서 프리즘을 교차하는 제 2 광 경로를 따라 상기 제 2 컬러의 광을 제공하도록 구성되는, 장치.