KR20110044295A - 하나 이상의 광원을 구비한 광파이프를 사용하여 휘도를 증가시키기 위한 리사이클링 시스템 및 방법, 및 이를 포함하는 프로젝터 - Google Patents

하나 이상의 광원을 구비한 광파이프를 사용하여 휘도를 증가시키기 위한 리사이클링 시스템 및 방법, 및 이를 포함하는 프로젝터 Download PDF

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Abstract

본 발명의 리사이클링 시스템 및 방법은 적어도 하나의 광원을 구비한 적어도 하나의 리사이클링 광파이프를 사용하여 광 출력의 휘도를 증가시킨다. 리사이클링 광파이프의 출력 단부는 광의 제1 부분을 반사하여 광원으로 복귀시키며, 광의 제2 부분을 리사이클링 광파이프의 입력 단부로 반사하며, 광의 잔부를 출력으로서 전달한다. 리사이클링 시스템은 휘도가 증가된 컬러 투사 화상을 제공하기 위하여 프로젝터 내에 포함된다. 광원은 백색 LED, 컬러 LED, 및 이중 포물면 반사기(DPR) 램프가 될 수 있다.

Description

하나 이상의 광원을 구비한 광파이프를 사용하여 휘도를 증가시키기 위한 리사이클링 시스템 및 방법, 및 이를 포함하는 프로젝터{A RECYCLING SYSTEM AND METHOD FOR INCREASING BRIGHTNESS USING LIGHT PIPES WITH ONE OR MORE LIGHT SOURCES, AND A PROJECTOR INCORPORATING THE SAME}
본 발명은 하나 이상의 광원으로부터 출력으로의 광의 효율적인 커플링을 통해 스크린에서 더 높은 휘도를 제공하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 하나 이상의 광원을 구비한 광파이프를 사용하여 리사이클링함으로써 휘도를 증가시키는 것과 이를 프로젝터에 포함시키는 것에 관한 것이다.
광원은 모든 종류의 조명 및 프로젝션 용례에 사용된다. 많은 용례는 조그만 유효 발광 영역에서 높은 수준의 휘도를 갖는 조명 시스템을 요구한다. 종래에 이러한 높은 수준의 휘도는 더 많은 광원을 추가함으로써 달성될 수 있었다. 그러나 이는 광원을 집적화하기 위한 공간이 제한되는 경우에 기술적으로 불가능하고 다중 광원을 집적화하고 사용하는 것에 비용이 많이 들 수 있다는 점에서 경제적으로도 실현 불가능할 수 있다. 따라서, 본 발명은 광원의 개수를 증가시키지 않으면서 광원의 휘도를 증가시키는 것을 개시한다.
예를 들어, 마이크로 디스플레이 기반의 텔레비전(MDTV)은 대형 스크린 사이즈와 함께 저비용의 잠재성을 갖는다. 종래의 MDTV는 통상적으로 아크 램프에 의해 조명된다. 이러한 광원은 저비용으로 가장 밝기는 하지만, 백색광을 3가지 색으로 분리할 필요성 및 짧은 수명으로 인해 바람직하지 않다. LED 기술의 발전으로, MDTV에서 LED를 광원으로 사용하는 것은 LED의 긴 수명 특징 및 즉각적인 켜짐(ON)과 같은 다른 이점들을 차지하기 위한 것으로 여겨져야 한다. 그러나 현시점에서 LED는 소형 영상 패널을 사용하거나 대형 스크린을 구비한 저비용 용례에 대하여 충분히 밝지 않다. LED 리사이클링 개념은 광원의 휘도를 개선하기 위하여 사용되어 왔다[짐머만(Zimmerman) 등에게 허여된 미국특허 6,869,206 참조]. 그러나 짐머만 등은 하나의 광 출력공(light output aperture)을 구비한 광 반사 공동(light-reflecting cavity)에 LED를 수납하는(enclosing) 것을 개시한다. 또한, 짐머만 등에게 허여된 미국특허 6,144,536는 가스 충전된 중공 내부를 수납하는 인광체(phosphor) 코팅을 구비한 유리 엔벨로프(envelope)를 갖는 형광 램프를 개시한다. 인광체 코팅에 의해 생성된 광의 일부는 인광체 코팅으로 다시 리사이클링된다. 본 발명은 특히 하나 이상의 광원을 구비한 광파이프를 사용하여 리사이클링함으로써 휘도를 증가시키고 이를 프로젝터에 포함시킴으로써 하나 이상의 광원으로부터의 광의 출력에 대한 효율적인 커플링을 통해 스크린에서 더 높은 휘도를 제공하는 것에 관한 것이다.
예를 들어, LED는 일반적인 조명, 건축용 조명, 및 더욱 최근에는 프로젝션 텔레비전과 같은 많은 조명 용례에 사용되는 한 종류의 광원이다. LED의 저휘도로 인하여, 대부분의 디스플레이 또는 프로젝터 시스템은 에텐듀(etendue)가 제한되는데, 이는 일반적으로 스크린에서 최대 출력으로 시일링(ceiling) 처리된다. 예컨대 프로젝터에 사용될 때, 프로젝터 스크린상에서 요구되는 높은 광출력을 제공하기 위하여 LED는 작은 유효 발광 영역에서 발광하여야만 한다. 구체적으로, LED는 프로젝터에 사용될 수 있도록 작은 발광 영역에서 작은 입체각으로 루멘스로 측정되는 강하고 밝은 빛을 제공해야만 한다.
발광 다이오드(LED) 분야에 상당한 발전이 있어왔지만, 현재 사용가능한 LED의 출력 휘도는 대부분의 프로젝션 용례에 대하여 여전히 충분하지 않다. LED를 주 색(primary color)과 함께 합치고 휘도를 증가시키기 위하여 출력광의 리사이클링을 사용하는 다양한 방법이 제안되어 왔다. 그러나 대부분의 이러한 방법들은 용례를 매우 제한하는 고가의 요소를 활용하는 것을 수반하고/하거나 대형, 다부품 장치를 초래한다. 따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하는 하나 이상의 광원(LED, 아크 램프, UHP 램프, 마이크로파 램프 등)을 구비한 광파이프를 사용하여 리사이클링함으로써 휘도를 증가시키기 위한 시스템 및 방법, 및 이를 포함하는 프로젝터를 제공한다. 본 발명의 프로젝터는 컬러 픽셀 디스플레이(colored pixel display)와 시간 순차 디스플레이(time sequential display) 모두를 제공하기 위하여 컬러를 다중화(multiplex)할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 하나 이상의 광원을 구비한 광파이프를 이용하여 휘도를 증가시키는 리사이클링 시스템 및 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전술한 리사이클링 시스템을 포함하는 프로젝터를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 리사이클링 시스템 및 방법은 적어도 하나의 광원을 구비한 적어도 하나의 리사이클링 광파이프를 사용하여 광출력의 휘도를 증가시킨다. 리사이클링 광파이프의 출력 단부는 광의 제1 부분을 반사하여 광원으로 복귀시키며, 광의 제2 부분을 리사이클링 광파이프의 입력 단부로 반사하고, 광의 잔부를 출력으로서 전달한다. 리사이클링 시스템은 휘도가 증가된 컬러 투사 화상을 제공하기 위하여 프로젝터에 포함된다. 광원은 백색 LED, 색 LED, 및 이중 포물면 반사기(DPR) 램프가 될 수 있다.
본 발명의 다양한 다른 목적, 이점 및 특징은 후속하는 상세한 설명으로부터 쉽게 명백해질 것이며, 특히 신규한 특징들은 부속 특허청구범위에 언급될 것이다.
본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니라 예시적으로 제공된 이하의 상세한 설명은 첨부 도면과 관련되어 가장 잘 이해될 것이며, 첨부 도면에서 여러 도면들의 유사한 구성요소 및 특징부는 유사한 도면부호로 표시되고 있다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 광파이프(1000)를 포함하는 리사이클링 시스템의 사시도를 나타내며,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 리사이클링 시스템의 단면도를 나타내며,
도 3은 6면 비임 컴바이너(6-sided beam combiner) 및 적어도 2개의 광파이프를 포함하는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 리사이클링 시스템의 단면도를 나타내며,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 공간적 반사부 또는 부분 반사 코팅으로 코팅된 6면 비임 컴바이너의 대각 표면의 사시도를 나타내며,
도 5 및 도 6은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 1의 적어도 2개의 광파이프를 포함하는 도 3의 리사이클링 시스템의 단면도를 나타내며,
도 7은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 선형 방식으로 놓인 광학 요소를 구비한 도 6의 리사이클링 시스템의 단면도를 나타내며,
도 8은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 도 1의 적어도 3개의 광파이프를 포함하는 도 6 및 도 7의 리사이클링 시스템의 단면도를 나타내며,
도 9는 본 발명의 예시적 실시예에 따라 도 1의 적어도 4개의 광파이프 및 적어도 2개의 6면 비임 컴바이너를 포함하는 리사이클링 시스템의 사시도를 나타내며,
도 10은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 비임 컴바이너, 2개의 광파이프, 및 2개의 DPR계 광원을 포함하는 리사이클링 시스템의 단면도이며,
도 11은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 비임 컴바이너의 사시도이며,
도 12는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 반사 편광기를 포함하는 도 1의 리사이클링 시스템의 단면도이며,
도 13은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 반사 편광기를 포함하는 도 7의 리사이클링 시스템의 단면도이며,
도 14는 본 발명의 또 다른 예시적 실시예에 따른 테이퍼진 편광 광파이프 시스템 및 DPR 램프를 포함하는 리사이클링 시스템의 단면도이며,
도 15a는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 14의 테이퍼진 편광 광파이프 시스템의 단면도이며,
도 15b는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 15a의 테이퍼진 편광 광파이프 시스템의 반사공(reflective aperture)의 사시도이며,
도 16은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 14의 적어도 2개의 테이퍼진 편광 광파이프 시스템 및 비임 컴바이너를 포함하는 리사이클링 시스템의 단면도이며,
도 17은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 리사이클링 시스템을 포함하는 LED 프로젝터의 단면도이며,
도 18은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 리사이클링 시스템을 포함하는 LED 프로젝터의 단면도이며,
도 19는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 2개의 LED를 활용하는 도 18의 LED 프로젝터의 단면도이며,
도 20은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 히트싱크 상에 장착된 2개 및 4개의 LED의 사시도이며,
도 21은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 중실형 광학 요소로서의 리사이클링 반사기의 단면도이며,
도 22 내지 도 24는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 렌즈렛(lenslet) 어레이를 포함하는 광 프로젝터의 단면도이며,
도 25 내지 도 27은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 비임 스플리터/컴바이너(BSC)를 포함하는 리사이클링 시스템의 단면도이며,
도 28의 (a) 내지 (f)는 LED들 또는 LED 칩의 다양한 구성을 나타내며,
도 29는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 RGB 순차 프로젝터의 단면도이며,
도 30은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 광원의 단면도이다.
도면을 참조하여, 이하 본 발명의 예시적 실시예를 설명한다. 이 실시예들은 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다.
하나 이상의 광원으로부터의 광의 출력으로의 효율적인 커플링은 스크린에서 더 높은 휘도를 제공한다. 표준 조명 시스템에서 광원의 휘도는 증가될 수 없지만, 본 발명은 스크린에서 더 높은 출력 세기(intensity)를 제공하기 위하여 광원의 리사이클링 및 합체(combining)를 활용한다. 본 발명은 하나 이상의 광원으로부터의 출력을 리사이클링 및 합체함으로써 하나 이상의 광원으로부터 높은 출력을 제공한다. 본 발명의 다양한 구성 및 실시예에 적용될 수 있는 광원은 아크 램프, UHP 램프, LED, 마이크로파(microwave) 램프 등이다.
이하 도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 광파이프(1100)를 포함하는 리사이클링 시스템(1000)이 도시된다. 광파이프(1100)는 중실형 또는 중공형일 수 있다. 광파이프(1100)는 직선형 또는 테이퍼형일 수 있다. 광파이프(1100)의 입력 단부(1200)는 반사성 입력 표면(1210)이나 반사성 입력부 및 입력공(1220)이나 전달부를 포함한다. 반사성 입력 표면(1210)은 빛을 반사하도록 반사성인 입력 단부(1200)의 일부 또는 부분을 포함하며, 입력공(1220)은 입력광을 광파이프(1100) 안으로 전달하도록 투명한 입력 단부(1200)의 남아있는 일부 또는 부분을 포함한다. 본 발명의 양태에 따르면, 입력공(1220)은 장방형, 원형 또는 임의의 적절한 형상이 될 수 있으며, 반사성 입력 표면(1210)은 편광 시스템을 지지하기 위한 선택적인 파장판(미도시)을 포함할 수 있다.
광파이프(1100)의 출력 단부(1300)는 반사성 출력 표면(1310)이나 반사성 출력부 및 출력공(1320)이나 전달성 출력부를 포함한다. 반사성 출력 표면(1310)은 빛을 반사하는 반사성 출력 단부(1300)의 일부 또는 부분을 포함하며, 출력공(1320)은 출력광을 광파이프(1100)로부터 전달하는 투명한 출력 단부(1300)의 남아있는 일부 또는 부분을 포함한다. 본 발명의 양태에 따르면, 출력공(1320)은 장방형, 원형 또는 임의의 적절한 형상이 될 수 있으며, 반사성 출력 표면(1310)은 편광 시스템을 지지하기 위한 선택적인 파장판(미도시)을 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 출력공(1320)은 조명 또는 프로젝션 시스템의 요구되는 형상 및 크기에 부합하는 형상일 수 있다. 예를 들어, 출력공(1320)은 6:9 또는 4:3의 종횡비를 갖는 장방형 또는 원형일 수 있다. 입력공(1220)을 통해 광파이프(1100)로 진입하는 입력광은 광파이프(1100)의 출력 단부(1300)로 전달되며, 출력공(1320)을 통해 부분적으로 광파이프(1100)를 탈출한다. 즉, 광의 일부는 반사되어 입력 단부(1200)로 복귀할 것이며, 광의 일부는 출력공(1320)을 통해 광파이프(1100)를 탈출할 것이다. 광파이프(1100)는 입력공(1220)으로부터의 광의 일부를 출력공(1320)으로 반사한다. 입력공(1220)에서 사용될 수 있는 광원은 LED, 광파이프로부터의 출력, LED 또는 레이저에 의해 여자된 인광체로부터의 출력, 또는 LED 또는 레이저에 의해 펌핑된 업-컨버팅 소재로부터의 출력일 수 있다. 광원은 아크 램프, 마이크로파 램프, 또는 반사기를 구비한 램프일 수도 있다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 리사이클링 시스템(1000)의 다양한 예를 나타낸다. 도 2a는 LED(1400)와 함께 테이퍼진 광파이프(1100)를 포함하는 리사이클링 시스템(1000)의 단면도를 도시한다. 테이퍼진 광파이프(1100)로의 광 입력은 LED(1400)로부터 유래한다. 테이퍼진 광파이프(1100)의 출력 단부(1300)는 광의 일부를 전달하기 위한 출력공(1320) 및 광의 잔부를 리사이클링하기 위한 반사성 출력 표면(1310)을 포함한다. LED(1400)로부터의 광 출력은 테이퍼진 광파이프(1100)로 커플링되며 이 광의 일부는 반사되어 LED(1400) 안으로 복귀한다. 광의 일부는 LED(1400)에 의해 반사되어(또는 리사이클링되어) 광 출력으로서 테이퍼진 광파이프(1100) 안으로 복귀한다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 리사이클링 시스템(1000)의 또 다른 예를 나타내며, 여기에서 테이퍼진 광파이프(1100)의 입력 단부(1200)는 LED(1400)보다 크다. 테이퍼진 광파이프(1100)로의 광 입력은 LED(1400)로부터 온 것이다. 테이퍼진 광파이프(1100)의 출력 단부(1300)는 광의 일부를 전달하기 위한 출력공(1320) 및 광의 잔부를 리사이클링하기 위한 반사성 출력 표면(1310)을 포함한다. 입력 단부(1200)의 반사성 입력 표면(1210) 또는 여분의 영역은, 도 1에서와 같이, 광의 일부를 리사이클링하기 위하여 반사성이다.
도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 리사이클링 시스템(1000)의 예를 나타내며, 여기에서 광파이프(1100)로의 입력광은 광원, 예컨대 이중 포물면 반사기 시스템, 타원형 시스템 등으로부터 커플링된 [광파이프(1100)와 유사한 직선형, 테이퍼형, 중공형 또는 중실형일 수 있는] 입력 광파이프(1500)의 출력으로부터 유래한다. 비록 도시되지는 않았지만, 본원의 리사이클링 시스템(1000)은 LED, 마이크로파 램프, 단파장 LED 또는 레이저에 의해 여자된 인광체, 또는 장파장 LED 또는 레이저에 의해 펌핑된 업-컨버팅 소재 등을 비제한적으로 포함하는 다른 광원을 활용할 수 있다.
이하 도 3을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 리사이클링 시스템(2000)이 도시된다. 리사이클링 시스템(2000)은 6면 비임/광 컴바이너(2100) 및 적어도 2개의 광파이프(LP1 및 LP2로 표시)을 포함한다. LP1 및 LP2는 도 1의 리사이클링 시스템(1000)의 광파이프(1100)과 사실상 유사하다. 리사이클링 시스템(2000)은 다중 광원을 합체할 수 있다. 도 3에서 리사이클링 시스템(2000)의 출력은 광원 2개의 조합이다. 각각의 광원(2200)은 LED(1400)(LED1 및 LED2로 표시) 및 광파이프(LP1 또는 LP2)을 포함한다. LED1(1400)으로부터의 광은 LP1(1100)으로 커플링되어 광 컴바이너(2100) 안으로 진입된다. 광 컴바이너(2100)의 6면 모두가 연마(polished)되어 모든 표면들은 전달 및 내부 전반사(TIR) 양자 모두를 위하여 사용된다. 광 컴바이너(2100)의 삼각형 표면(2400)도 연마되어 광 컴바이너(2100)가 도파관(waveguide)의 역할을 함으로써, 광파이프[LP1, LP2(1100)]로부터의 광을 안내한다. 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 비임 컴바이너(2100)의 대각 표면(2110)는 부분적인 반사성/투과성 표면을 제공하도록 코팅된다. 대각 표면(2110)은 도 4a의 부분적인 반사성 코팅으로 코팅되거나 또는 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같은 공간적 반사부가 될 수 있다. 반사 대 전달의 퍼센트는 용례에 따라 최대 출력을 위하여 최적화될 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 6개의 측면/면/표면 모두가 연마된 비임 컴바이너(2100)는 벌크 광학기기(bulk optics) 보다는 도파관의 역할을 한다. LP1(1100) 출력의 치수는 비임 컴바이너(2100)의 면과 일치한다. LP1(1100)으로부터의 광의 일부 또는 부분은 LP2(1100)로 반사되고 LED2(1400)에 의해 리사이클링된다. LP2(1100)로부터의 광의 일부 또는 부분은 LP1(1100)으로 반사되고 LED1(1400)에 의해 리사이클링된다. LP1, LP2(1100)로부터의 광의 일부 또는 부분은 출력광으로서 출력공(2130)을 통해 리사이클링 시스템(2000)을 탈출하고 광의 잔부는 단부 반사기(2120)에 의해 반사되어 리사이클링 시스템(2000) 안으로 복귀한다. 리사이클링 시스템(2000)은 광 출력의 일부를 리사이클링 시스템(2000) 안으로 반사시킴으로써 광 출력의 일부를 리사이클링하기 위한 반사공(2140) 또는 반사성 표면을 선택적으로 포함한다. 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, TIR을 추가적으로 촉진하기 위하여, 리사이클링 시스템(2000)은 하나 이상의 광학 요소들 사이에, 예컨대 LP1(1100)과 비임 컴바이너(2100) 사이 및 LP2(1100)와 비임 컴바이너(2100) 사이에 선택적인 공기 틈 또는 저 인덱스 접착제(2300)를 포함한다.
이하 본 발명의 예시적 실시예에 따른 도 5 및 도 6을 참조하면, 도 1의 광파이프(1100)를 포함하는 도 3의 리사이클링 시스템(2000)이 도시된다. 도 1의 리사이클링 시스템(1000), 및 도 3, 도 5, 및 도 6의 리사이클링 시스템(2000)과 공통인 광학 요소들은 여기에서 다시 설명되지 않을 것이다. 도 5에서, 각각의 LED(1400)(LED1, LED2)는 광파이프(1100)(LP1, LP2)의 입력 단부(1200)의 일부 또는 부분을 커플링 또는 커버한다. 입력 단부(1200)의 잔부 또는 남아있는 일부는 반사성 입력 표면(1210)을 제공하도록 반사성 코팅으로 코팅된다. 도 5의 리사이클링 시스템(2000)의 출력은 2개의 LED 입력의 조합이다. 도 6에서, 도 5의 LED(1400)(LED1, LED2)는 광파이프, 반사기 또는 렌즈에 의해 집속된 광 램프(아크 램프, 마이크로파 램프 등) 등으로부터의 출력을 비제한적으로 포함하는 광원으로 대체된다. 대안적으로, 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 6의 리사이클링 시스템의 광학 요소들은 도 7에 도시된 바와 같이 선형 방식으로 배치될 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, TIR을 추가적으로 촉진하기 위하여, 도 5 내지 도 7의 리사이클링 시스템(2000)은 하나 이상의 광학 요소들 사이에, 예컨대 LP1(1100)과 비임 컴바이너(2100) 사이 및 LP2(1100)와 비임 컴바이너(2100) 사이에 공기 틈 또는 저 인덱스 접착제(2300)를 포함한다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 도 6 또는 도 7의 리사이클링 시스템(2000)은 적어도 3개의 도 1의 광파이프를 포함한다. 즉, 도 6 또는 도 7의 리사이클링 시스템(2000)의 단부 반사기(2120)는 도 8의 광파이프(1100)로 대체된다. 도 8의 리사이클링 시스템(2000)의 출력은 3개의 광원의 조합이다. 입력공(1220)에 사용될 수 있는 광원은 LED, 광파이프로부터의 출력, LED 또는 레이저에 의해 여자된 인광체로부터의 출력, 또는 LED 또는 레이저에 의해 펌핑된 업-컨버팅 소재로부터의 출력 등일 수 있다. 추가적으로 TIR을 촉진하기 위하여, 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 8의 리사이클링 시스템(2000)은 하나 이상의 광학 요소들 사이에 선택적인 공기 틈 또는 저 인덱스 접착제(2300)를 포함한다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 9는 적어도 4개의 광파이프(1100) 및 적어도 2개의 비임 컴바이너(2100)를 포함하는 리사이클링 시스템(3000)을 나타낸다. 리사이클링 시스템(3000)은 적어도 4개 세트의 광원으로부터의 출력을 단일 출력으로 합체한다. 도 9에는 2개의 비임 컴바이너(2100)을 구비한 리사이클링 시스템(3000)이 도시되었지만, 도 9의 리사이클링 시스템(2000)은 2개 이상의 비임 컴바이너(2100)를 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 2개의 비임 컴바이너(2100)의 대각 표면(2110)의 방향은 상이하다. 비임 컴바이너(1)의 대각 표면(2110)은 광을 리사이클링하도록 배향되며 비임 컴바이너(2)의 대각 표면(2110)은 광을 출력하도록 배향된다. 비임 컴바이너(2100)의 삼각형 표면(2400)은 비임 컴바이너(2100)가 도파관의 역할을 하도록 연마됨으로써, 4개의 광파이프(1100)(LP1, LP2, LP3, LP4)로부터 광이 출력된다. 추가적으로 TIR을 촉진하기 위하여, 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 9의 리사이클링 시스템(3000)은 LP1(1100)과 비임 컴바이너(1) 사이 및 LP2(1100)와 비임 컴바이너(1) 사이와 같은 하나 이상의 광학 요소들 사이에 선택적인 공기 틈 또는 저 인덱스 접착제(2300)를 포함한다.
이하, 도 10을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 비임 컴바이너(2100), 2개의 광파이프(1100), 및 2개의 광원(4200)을 포함하는 리사이클링 시스템(4000)이 도시된다. 광원(4200)은 이중 포물면 반사기(DPR) 램프이다. 제1 광원[DPR 램프1(4200)]은 제1 테이퍼진 광파이프[TLP1(1100)]에 커플링되는데, 다음으로 제1 테이퍼진 광파이프는 광파이프[LP1(1100)]의 입력공(1220)에 커플링된다. 제2 광원[DPR 램프2(4200)]은 제2 테이퍼진 광파이프[TLP2(1100)]에 커플링되는데, 다음으로 제2 테이퍼진 광파이프는 광파이프[LP2(1100)]의 입력공(1220)에 커플링된다. 리사이클링 시스템(4000)의 비임 컴바이너(2100) 및 광파이프(1100)(LP1 및 LP2)의 작용은 도 6 및 도 7의 리사이클링 시스템(2000)의 비임 컴바이너(2100), 및 광파이프(1100)(LP1 및 LP2)의 작용과 유사하다. 리사이클링 시스템(4000)은 단일 출력을 제공하기 위하여 비임 컴바이너(2100)를 사용하여 제2 세트의 광원(4200)의 출력을 제1 세트의 광원(4200)과 합체한다. 추가적으로 TIR을 촉진하기 위하여, 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 10의 리사이클링 시스템(4000)은 LP1(1100)과 비임 컴바이너(2100) 사이 및 TLP2(1100)와 LP2(2100) 사이와 같은 하나 이상의 광학 요소들 사이에 공기 틈 또는 저 인덱스 접착제(2300)를 포함한다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 11에 도시된 바와 같이, 본원의 리사이클링 시스템(2000, 3000, 4000)의 비임 컴바이너(2100)의 출력 면 또는 표면(2500)은 투과성 개구 또는 출력공(2130)을 구비한 반사성 출력 표면(2500)이다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 출력공(2130)의 형태, 크기 및 위치는 구체적인 용례의 필요에 부응하도록 구성될 수 있다.
이하, 도 12를 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 1의 리사이클링 시스템(1000)은 편광된 출력을 제공하기 위하여 광파이프(1110)의 출력공(1320)에 커플링된 반사성 편광기(1600)를 추가로 포함한다. 효율을 증가시키기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따르면, 광파이프(1100)의 반사성 입력 표면(1210)은 선택적인 파장판(1230)을 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 13에 도시된 바와 같이, 도 7의 리사이클링 시스템(2000)은 편광된 출력을 제공하기 위하여 비임 컴바이너(2100)의 출력공(2130)에 커플링된 반사성 편광기(1600)를 추가로 포함한다. 효율을 증가시키기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따르면, 광파이프(1100)의 반사성 입력 표면(1210)은 선택적인 파장판(1230)을 포함할 수 있다. 도 13의 리사이클링 시스템(2000)의 비임 컴바이너(2100)는 편광의 단일 출력을 생성하기 위하여 2개의 개별 광원을 함께 합체한다.
이하, 도 14, 도 15a 및 도 15b를 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 리사이클링 시스템(5000)이 도시된다. 리사이클링 시스템(5000)은 DPR 램프 또는 시스템(4200)과 함께 사용되도록 리사이클링 구성된 테이퍼진 편광 광파이프 시스템(5100)을 포함한다. 테이퍼진 편광 광파이프 시스템(5100)은 투명한, 바람직하게는 인덱스가 일치하는, 접착제, 에폭시, 또는 유체로 채워진 공통 표면(5500)을 구비한 2개의 테이퍼진 광파이프(1100)(TLP1, TLP2)를 포함한다. 테이퍼진 광파이프(1100)(TLP1)로 진입하는 입력광은 테이퍼진 광파이프(1100)(TLP2) 안으로 커플링되고 편광된 출력으로서 TLP2를 탈출한다. 출력광의 일부 또는 부분은 선택적인 반사공(5300)에 의해 반사된다. 출력 반사공의 예가 도 15b에 도시되는데, 투과성 개구(5310)의 형태 및 크기는 용례에 따라 가변적이다. 미사용 편광은 반사성 편광기(5400)에 의해 반사되어 DPR 램프(4200)로 복귀한다. 테이퍼진 편광 광파이프 시스템(5100)의 TLP2(1100)는 광의 일부를 반사하여 반사성 편광기(5400)로 복귀시키는 선택적인 파장판(5210)을 구비한 반사성 표면(5200)을 포함한다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 16의 리사이클링 시스템(6000)은 비임 컴바이너(2100) 및 광원으로서 작용하는 도 15의 적어도 2개의 테이퍼진 편광 광파이프 시스템(5100)을 포함한다. 도 16의 2개의 테이퍼진 편광 광파이프 시스템(5100)의 출력이 비임 컴바이너(2100)로 커플링되기 때문에, 도 16의 테이퍼진 편광 광파이프 시스템(5100)은 반사성 편광기(5400) 및 선택적인 반사공(5300)을 요구하지 않는다. 도 16의 비임 컴바이너(2100)의 출력 단부는 선택적인 반사공(6200) 및 반사성 편광기(6100)를 포함하는데, 이들은 투과성 개구(5310)를 구비한 선택적인 반사공(5300) 및 반사성 편광기(5400)와 유사하다. 도 16에 도시되지는 않았으나, 도 14에 도시된 바와 같이, 도 16의 각각의 테이퍼진 편광 광파이프 시스템(5100)은 DPR 램프(4200)에 커플링될 수 있다. 리사이클링 시스템(6000)의 비임 컴바이너(2100)는 적어도 2개의 광원(5100)을 단일 편광된 출력 비임으로 합체할 수 있다. 리사이클링 시스템(6000)은, 도 9의 리사이클링 시스템(300)과 유사하게, 하나 이상의 비임 컴바이너(2100)를 사용하여 2개를 초과하는 광원(5100)을 합체할 수 있다.
LED의 출력이 증가함에 따라 LED 프로젝션 시스템이 빠른 속도로 발전하고 있다. 일반적인 LED 프로젝션 시스템은 3가지 컬러의 LED, 즉 적색, 녹색, 및 청색을 사용한다. 각각의 LED로부터의 출력은 컬러 화상을 출력하도록 시간 순차 다중화(time sequential multiplexing)를 위하여 단일 출력으로 합체된다. 3가지 컬러의 LED는 상이한 소재로 제조되며, 상이한 온도 의존성을 갖는다. 스크린에서 일정한 컬러를 유지하기 위해서는, LED 프로젝션 시스템을 비싸고 복잡하게 만드는 피드백 제어가 요구된다. 백색 LED는 충분한 적색 성분을 갖지 못하기 때문에, 백색 LED를 사용하는 종래의 조명은 컬러 면에서 열등한 것으로 여겨져 왔다.
본 발명은 종래의 조명 및 프로젝션 시스템의 백색 LED를 사용하면서 이러한 제한을 극복한다. 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 리사이클링된 백색 LED 프로젝터에는 개선된 적색이 제공된다. 이하, 도 17을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 리사이클링 시스템을 포함하는 프로젝터(7000)가 도시된다. 프로젝터(7000)는 이미저 패널(7300), 프로젝션 엔진(7100), 프로젝션 렌즈(7200) 및 릴레이 렌즈(7400)를 포함한다. 프로젝터(7000)는 LED(1400)에 의해 발광된 광을 활용하는데, 이때 발광된 광의 일부는 리사이클 시스템(1000)을 사용하여 휘도를 증가시키기 위하여 LED(1400)로 리사이클링되어 복귀한다. 도 17에는 리사이클링 시스템(1000)을 포함하는 프로젝터(7000)가 도시되어 있으나, 프로젝터(7000)는 본원에서 설명된 임의의 리사이클 시스템을 포함하는 것으로 이해된다. 테이퍼진 광파이프(1100)는 릴레이 렌즈(7400) 및 컬러 휠(7500)을 통해 프로젝션 엔진(7100) 안으로 커플링되어 순차 컬러 시스템을 형성한다.
LED(1400)는 백색 인광체 LED(1400), LED 또는 레이저, 바람직하게는 청색 또는 UV에 의해 펌핑된 백색 인광체가 될 수 있다. LED(1400)는 백색 LED로 제한되지 않는 것으로 이해되며, 본 발명은 본원에서 설명된 바와 같은 컬러가 개선된 LED 프로젝터를 제공하기 위하여 컬러 LED를 활용할 수 있다. 바람직하게, LED(1400)는 히트싱크 기판(1410)에 장착된다. LED(1400)의 출력은 광파이프(1100) 안으로 커플링되는데, 광파이프는 중공형 또는 중실형, 테이퍼형 또는 직선형이 될 수 있어 구체적인 용례에 따라 출력이 조절될 수 있다. 광파이프(1110)는 LED(1400)의 출력부에 배치되고 최대의 커플링 효율을 위하여 정렬된다. 광파이프(1100)의 출력 단부(1300)의 표면의 일부는 반사성 코팅(1310)으로 코팅되거나 거울 또는 반사기(1310)를 사용함으로써, 광파이프(1100)의 출력의 일부만이 컬러 휠(7500)을 통해 프로젝션 엔진(7100)으로 커플링된다. 다음, 광파이프(1110)의 출력은 릴레이 렌즈(7400) 및 프로젝션 엔진(7100)을 사용하여 이미징 패널 또는 이미저 패널(7300) 상에 투사된다. 다음, 이미징 패널(4300)의 최종 화상은 프로젝션 렌즈(7200)를 통해 스크린(미도시) 상에 투사된다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 광파이프(1110)의 출력부는 소정의 컬러가 개선되도록 선택적인 광의 파장만을 반사하고 다른 모든 파장은 전달하는 출력 코팅으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 광파이프(1100)의 출력 단부(1300)는 청색광은 반사하고 다른 모든 컬러의 광은 전달하도록 코팅될 수 있다. 즉, 리사이클링 시스템(1000)은 청색광의 리사이클링을 개선함으로써, 프로젝션 엔진(7100)에 전달되는 나머지 다른 컬러를 개선할 것이다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 컬러 휠(7500)은 3-컬러 시스템에 대한 적색, 청색 및 녹색, 또는 적색, 녹색, 청색 및 무색과 같은 상이한 컬러의 필터를 구비한 2개 이상의 세그먼트를 포함한다. 따라서, 컬러 프로젝터(7000)는 컬러 화상을 생성하기 위하여 각각의 컬러가 순차적으로 현시되는 순차 컬러 시스템을 활용한다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, LED(1400)는 DC 전류로 구동된다. 대안적으로, LED(1400)는 컬러 휠(7500)과 동기하여 다양한 전류로 구동될 수 있다. 예를 들어, LED(1400)는 컬러 휠(7500)의 컬러 세그먼트가 광파이프(1100) 앞에 있도록 기능하는 상이한 전류를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 적색 세그먼트가 광파이프의 앞에 있을 때는 더 높은 전류가 인가됨으로써, 더 높은 전류에 의해 적색의 부족이 극복된다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 이미저 패널(7300)은 디지털 미러 장치(DMD), 예컨대 텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments) 또는 다른 제조사에 의해 제조된 DMD가 될 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 이미저 패널(7300)은 실리콘 액정(LCOS) 패널이 될 수 있다. 도 17의 리사이클링 시스템(1000)은 선택적인 반사성 편광기(5400)를 포함할 수 있는데, 선택적인 반사성 편광기는 광파이프(1100)의 출력 단부(1300)에 배치됨으로써 광의 불필요한 편광이 리사이클링을 위하여 반사되어 광파이프(1100) 안으로 복귀할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, LED(1400)의 백색 인광체는 LED(1400)에 의해 발광된 청색광에 의해 구동될 수 있다. 리사이클링 시스템(1000)에 의한 리사이클링 프로세스에서, 리사이크링된 청색광은 LED(1400)의 인광체에 의해 재흡수되고 녹색광 및 적색광으로 재발광될 수 있다. 결과적으로, 리사이클링된 광은 더 낮은 청색 출력, 및 더 높은 적색 출력 및 녹색 출력을 갖는다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 더 높은 출력(output power)을 요구하는 용례에서, 프로젝터(7000)는 다중 LED(1400)를 활용하여 단일 또는 다중 인광체 세그먼트를 구동함으로써 발광된 광이 리사이클링 시스템(1000)의 광파이프(1100) 안으로 커플링될 수 있다. 다중 LED(1400)로부터의 출력은 스크린(미도시)에서 더 높은 출력을 생성하기 위하여 각각 도파관으로 작용하는 프리즘, 광파이프 및 다른 호환가능한 광학 요소를 이용하여 합체될 수도 있다. 예를 들어, TIR을 촉진하기 위하여 프리즘의 각 측면이 반사적으로 연마된다면 프리즘은 도파관의 역할을 할 수 있다.
백색 인광체 LED를 사용하는 것의 장점은 다음을 포함한다.
1. 백색 인광체 LED는 짧은 파장, 큰 밴드 갭을 가짐으로써, 높은 접합부 온도에서 작동할 수 있기 때문에, 탈열(heat-sinking) 요구를 덜어준다.
2. 단일 컬러의 LED가 사용될 수 있어, 다중 컬러의 LED를 다중화할 필요성이 제거된다.
3. 컬러 휠은 매우 잘 발전된 요소이며 매우 긴 수명을 갖는다.
4. 표준 프로젝션 엔진 설계(architecture)가 사용될 수 있으며, 이러한 표준 프로젝션 엔진을 대량생산하는 다년간의 경험이 있는 많은 제조사가 존재한다.
5. 많은 제조사들이 백색 발광체 LED를 생산한다.
6. 다중의 소형 백색 발광체 LED를 사용하여 큰 발광 영역을 얻을 수 있다. 발광 영역은 LED들 사이에 리사이클링 효율을 감소시킬 수 있는 블랭크 시임(blank seam)을 갖지 않는다.
이하, 도 18을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 광을 리사이클링하기 위하여 리사이클링 반사기(8100)를 추가로 포함하는 LED 프로젝터(8000)가 도시된다. 리사이클링 반사기(8100)는 광을 리사이클링하기 위하여 LED 출력의 일부를 반사시켜 LED(1400) 안으로 복귀시킨다. LED(1400)는 백색 또는 컬러 LED가 될 수 있다. 바람직하게, 리사이클링 반사기(8100)는 LED가 자체적으로 화상 복귀(image back)하는 구형, 환형, 또는 타원형 반사기가다. 리사이클링 반사기(8100)의 개구는 출력공(1320)으로 사용된다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 개구의 크기는 다양한 리사이클링 양을 달성하기 위하여 가변될 수 있다. 광 출력은 집광 렌즈 또는 하나보다 많은 렌즈(7600)를 구비한 렌즈 시스템 또는 집광 렌즈(7600)를 사용하여 커플링된 후, 광파이프(1100) 안으로 집속될 수 있다. 광파이프(1100)는 광을 균질화하여 광파이프(1100)의 출력에서 균일한 세기 프로파일을 형성한다. LED 프로젝터(8000)의 나머지 광학 요소들은 도 17의 LED 프로젝터(7000)와 유사하다. 컬러 휠(7500)은 광파이프(1100)의 입력 단부 또는 출력 단부 중 한 곳에 배치될 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 19는 하나 보다 많은 LED(1400)를 활용하는 LED 프로젝터(8000)를 나타낸다. 리사이클링 반사기(8100)는 하나의 LED를 다른 LED 상에 결상하여 LED 프로젝터(8000)의 리사이클링 효율을 증가시킨다. 도 20은 LED 프로젝터(8000)와 함께 사용될 수 있는 히트싱크 기판(1410) 상에 장착된 2개 또는 4개의 LED(1400)를 나타낸다. 4개의 LED의 경우, 리사이클링 반사기(8100)는 제1 LED에 대하여 대각선상에 위치한 제2 LED 상에 제1 LED의 상을 형성하는데, 예를 들어 LED(A') 상에 LED(A)의 상이 형성되고 LED(B') 상에 LED(B)의 상이 형성된다. 집광 렌즈(7600)는 LED(1400)들의 광 출력을 커플링한다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 21에 도시된 바와 같이, 리사이클링 반사기(8100)는 최대 출력 효율을 위하여 최적화된 곡률의 부분적 반사성 표면 및 투과성 표면을 구비한 유리 조각과 같은 중실형 광학 요소가 될 수 있다. LED(1400)의 출력부에 배치되는 중실 유리(8100)는 광의 최대 리사이클링을 위하여 정렬된다. 중실 유리(8100)의 출력 표면의 일부는 반사성 표면(8110)을 제공하기 위하여 반사성 코팅으로 코팅되며 잔부는 출력공(8120)의 역할을 하도록 투과성이다. 출력공(8120)은 반사성 표면(8120)과 같이 동일한 연속 표면으로부터 형성될 수 있으며, 최적 커플링을 위하여 상이한 곡률을 갖도록 설계될 수 있다.
이하, 도 22 내지 도 24를 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, LED 프로젝터(8000)의 제조 단가를 낮추기 위하여 광파이프(1110) 없이 구성된 LED 프로젝터(8000)가 도시된다. 도 18의 LED 프로젝터(8000)의 집광 렌즈(7600)는 렌즈렛 어레이(8200)로 대체된다. 렌즈렛 어레이(8200)는 도 7과 같이 원형이거나, 도 8과 같이 장방형일 수 있으며, 하나보다 많은 렌즈 또는 렌즈렛으로 이루어질 수 있다. 렌즈렛은 최대 효율 및 균일성을 위하여 규칙적인 어레이로 배열되거나, 무작위적으로 배열되거나, 또는 특정 패턴으로 설계될 수 있다. 각각의 렌즈렛은 (도 22에 도시된 바와 같이) 평면(A) 내의 지점에 LED의 상을 형성한다. 평면(A) 내의 이 지점은 광파이프(1100)의 출력 단부 또는 면(1300)과 실질적으로 동일한 위치이다. 평면(A) 내의 이 지점은 각각의 렌즈렛에 의해 형성된 화상으로 이루어지기 때문에, 전체 세기 프로파일은 균일해질 수 있다. 다음, 출력은 이미징 패널(7300), 프로젝션 엔진(7100), 및 프로젝션 렌즈(7200)를 통해 프로젝션 스크린(미도시)으로 커플링된다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 렌즈렛 어레이(8200)는 정방형 LED(1400)를 장방형 출력으로 변형함으로써 다양한 프로젝션 종횡비 포맷에 부합할 수 있다. 일반적으로, 출력 패턴은 필요에 따라 임의의 크기, 형상 및 세기 프로파일이 될 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, TIR을 촉진하기 위하여 모든 표면/면들이 반사적으로 연마된 비임 스플리터/컴바이닝(BSC) 시스템(9100) 및 2개의 LED(1400)를 포함하는 리사이클링 시스템(9000)이 도 25에 도시된다. BSC(9100)는 부분적 반사성 계면(9120)을 가지고 함께 배치된 2개의 삼각 프리즘(TIR을 촉진하기 위하여 모든 면/표면들이 반사적으로 연마됨)을 포함한다. 부분적 반사성 계면(9120)은 부분적 반사성 코팅으로 이루어지거나 또는 반사성 코팅을 구비한 부분적으로 코팅된 표면을 사용하여 이루어질 수 있다. 반사율(reflectivity ratio)은 코팅 표면적의 크기에 의해 조절될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 부분적 반사성 계면(9120)은 반사성 스트립(9125)(도시) 또는 반사성 도트(미도시)를 포함할 수 있다.
LED(1400)들로부터의 출력은 BSC(9100) 안으로 커플링될 수 있다. LED(1400)로부터의 광의 일부는 출력으로서 광파이프(1100)의 출력 단부(1300)로 반사되며, 광의 일부는 나머지 다른 LED(1400)로 향하고, 광의 잔부는 BSC(9100)의 반사성 표면 쪽으로 향한다. 6개의 표면 모두가 연마처리, 바람직하게는 TIR을 촉진하기 위하여 반사적으로 연마처리되기 때문에, BSC(9100)는 도파관의 역할을 하는 것으로 이해된다. 일반적으로, 출력으로서 광파이프(1100)의 출력 단부를 향하지 않는 LED(1400)로부터 발광된 광은 리사이클링 될 것이며 궁극적으로 출력으로서 광파이프(100)를 탈출할 것이다. 구체적인 용례에 따라, BSC(9100)로부터의 출력은 그대로 사용될 수 있거나 또는 출력 광파이프(미도시)의 출력을 통해 추가로 커플링될 수 있는데, 출력 광파이프는 직선형, 테이퍼형, 중공형 또는 중실형일 될 수 있다. 광파이프(1100) 및 출력 광파이프(미도시)는 일반적인 광파이프 또는 복수의 반사성 출력 표면(1610)을 구비한 리사이클링 광파이프일 수 있으며, LCOS, LCD, 또는 다른 편광의존성 시스템을 위한 편광 출력을 제공하기 위하여 출력 단부(1300)에 반사성 편광기(1600)를 추가로 포함할 수 있다.
리사이클링 시스템(9000)은 BSC(9100), 2개의 LED(1400) 및 광파이프(1100)를 포함하는 단일 도파관 시스템을 포함하지만, 리사이클링 시스템(9000)은 도파관의 네트워크를 포함하여 확장될 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 26은 2개의 LED 리사이클링 시스템(9000)을 나타내며, LED들은 도파관[광파이프(1100), 모든 측면이 연마된, 바람직하게는 TIR을 촉진하기 위하여 반사성 연마된 삼각 프리즘(9200), 및 반사성 표면(9110)을 구비한 BSC(9100)]으로서 동일 평면 상에 배치된다. 도 27은 3개의 LED(1400), 2개의 광파이프(1100), 반사성 표면(9110)을 구비한 2개의 BSC(9100), 및 하나의 삼각 프리즘(9200)을 포함하는 3개의 LED 리사이클링 시스템(9000)을 나타낸다. 리사이클링 시스템(9000)은 하나, 둘, 또는 세 개의 LED로 제한되지 않지만, 도파관[광파이프(1100), 삼각 프리즘(9200) 및 BSC(9100)]의 네트워크를 사용하여 복수의 LED가 함께 리사이클링될 수 있는 것으로 이해된다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 28의 (a) 내지 (f)는 LED 또는 LED 칩(1400)의 다양한 구성을 나타낸다. "C"로 표시된 LED 또는 LED 칩(1400)은 LED 칩(1400)이 백색 LED 칩, 적색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 청색 LED 칩, 또는 임의의 다른 컬러의 LED 칩이 될 수 있는 컬러 칩이라는 것을 지시한다. 리사이클링 반사기(8100)의 이미징 특성으로 인해, LED의 각각의 쌍은 리사이클링을 위하여 서로의 위로 상을 형성하며, LED의 각 쌍은 동일한 컬러인 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 28의 (c)에서, 이미징 쌍(C1 및 C1')은 동일한 컬러이며, 이미징 쌍(C2 및 C2')은 동일한 컬러이다. 도 28의 (e)는 도 28의 (c)의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) LED 버전을 나타내며, 이미징 쌍은 (R, R'), (B, B'), 및 (G, G')이다. 도 28의 (d) 및 (f)는 LED 칩 배열체의 다른 조합을 나타낸다. LED 칩의 다른 조합 및 구성이 가능하고 본 발명에 고려될 수 있는 것으로 이해된다. 구체적인 LED 칩 배열은 본원의 리사이클링 시스템의 용례에 의존한다는 것을 유의해야 한다.
이하, 도 29를 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 RGB 순차 프로젝션 시스템 또는 RGB 순차 프로젝터(9500)가 도시된다. RGB 순차 프로젝터(9500)는 프로젝션 엔진(7100), 이미징 패널(7300), 프로젝션 렌즈(7200), 릴레이 렌즈(7400), 광파이프(1100), 리사이클링 반사기(8100), RGB LED(1400), 및 렌즈렛 어레이(8200)를 포함한다. RGB 순차 프로젝터(9500)는 픽셀 세기 제어(pixel intensity control)를 위하여 이미징 패널(7300)을 사용하여 스크린(미도시) 상에 컬러 화상을 형성하기 위하여 시간에 따라 3 가지 컬러를 다중화할 수 있다. RGB LED(1400)의 출력은 리사이클링 반사기(8100)에 의해 리사이클링되고 본원에서 설명된 렌즈, 렌즈렛 어레이 및/또는 렌즈 어레이(8200)를 사용하여 커플링된다. RGB LED(1400)는 시간 다중화될 수 있기 때문에, 컬러 휠(7500)은 불필요하여 도 29에 도시되지 않은 것으로 이해된다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 도 30에 도시된 바와 같이, 광원(9600)은 일반적인 조명에 사용되거나 본원에 설명된 다양한 프로젝터에 포함될 수 있는 히트싱크 기판(1410) 상에 장착된 LED(1400), 리사이클링 반사기(8100), 및 선택적인 렌즈 시스템(9650)을 포함한다. LED(1400)는 단일 컬러, 또는 다중 컬러 LED(1400)가 될 수 있다. 렌즈 시스템(9650)은 광 출력이 소정의 발산 각도를 갖도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 렌즈 시스템(9650)은 광 출력이 프로젝터(9500)의 광파이프(1100)와 같은 타겟으로 집속될 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 광원(9600)은 선택적인 디퓨저(9610)를 포함할 수 있는데, 디퓨저는 렌즈 시스템(9650)의 앞 또는 뒤에 삽입될 수 있어서, 광 출력 프로파일의 추가적인 조절이 가능하다. 디퓨저(9650)는 간유리, 홀로그래픽 디퓨저, 도는 렌즈 어레이가 될 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 리사이클링 반사기(8100), 렌즈 시스템(9650), 및 선택적인 디퓨저(9610)는 조립의 간소화 및 제조 단가의 절감을 위하여 단일 유닛으로서 플라스틱 또는 유리로 몰딩될 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 렌즈 시스템(9650)은 광원(9600)이 포물형 반사기를 구비한 표준 램프를 대체할 수 있기 위하여 시준(collimating)되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 렌즈 시스템(9650)은 광원(9600)이 타원형 반사기를 구비한 표준 램프를 대체할 수 있기 위하여 수렴되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 렌즈 시스템(9650)은 광원(9600)이 일반적인 스폿 라이트 용례를 위한 표준 램프를 대체할 수 있기 위하여 발산되도록 구성될 수 있다. 렌즈 시스템(9650)은 선택적인 디퓨저(9610)를 추가로 포함할 수 있어서, 최적의 결과를 위하여 광 출력 프로파일의 추가적인 조정이 가능한 것으로 이해된다.
전술한 본 발명에서, 본 기술분야의 평균적 기술자에게 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 많은 방식으로 본 발명이 변형될 수 있다는 것은 자명하다. 임의의 또는 모든 개조물은 후속 특허청구범위에 포함되는 것으로 간주된다.

Claims (33)

  1. 광 출력의 휘도를 증가시키기 위한 광 리사이클링 장치이며,
    입력 단부 및 출력 단부를 포함하는 리사이클링 광파이프를 포함하며,
    상기 리사이클링 광파이프의 입력 단부는 광원으로부터 입력광을 수광하는 입력공 및 반사성 입력 표면을 포함하며,
    상기 리사이클링 광파이프의 출력 단부는 상기 리사이클링 광파이프로부터 광을 출력하는 출력공 및 상기 리사이클링 광파이프의 출력 단부 쪽으로 향하는 광의 일부를 입력 단부로 반사시키는 반사성 출력 표면을 포함하며,
    입력공은 반사성 출력 표면에 의해 반사된 광의 상기 일부 중 일부분을 리사이클링될 광원으로 전달하고, 반사성 입력 표면은 광의 상기 일부 중 잔부를 리사이클링 광파이프의 출력 단부로 반사함으로써, 광의 리사이클링을 통해 출력공을 빠져나가는 광의 휘도를 증가시키는
    광 리사이클링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리사이클링 광파이프는 중공 직선형 광파이프, 중공 테이퍼형 광파이프, 중실 직선형 광파이프 또는 중실 테이퍼형 광파이프 중 하나인
    광 리사이클링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    입력공의 형상은 장방형 또는 원형이며
    출력공의 형상은 6:9 또는 4:3의 종횡비를 갖는 장방형 또는 원형인
    광 리사이클링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 리사이클링 광파이프의 반사성 입력 표면 및 반사성 출력 표면 중 적어도 하나는 파장판을 포함하는
    광 리사이클링 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    광원은 광파이프에 커플링된 이중 포물면 반사기(DPR) 램프, 백색 LED, 컬러 LED, 광파이프로부터의 출력, LED 또는 레이저에 의해 여자된 인광체로부터의 출력, 또는 LED 또는 레이저에 의해 펌핑된 업-컨버팅 소재 중 하나인
    광 리사이클링 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    적어도 2개의 광원, 적어도 2개의 리사이클링 광파이프 및 단일 비임의 출력을 제공하기 위하여 상기 적어도 2개의 리사이클링 광파이프의 출력을 합체하는 6면 비임 컴바이너를 더 포함하며,
    상기 비임 컴바이너의 6면 각각은 내부 전반사를 촉진하기 위하여 연마되어 상기 비임 컴바이너가 도파관으로 기능하는
    광 리사이클링 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 비임 컴바이너는 부분적 반사성 표면을 제공하도록 코팅된 대각 표면을 포함하는
    광 리사이클링 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 비임 컴바이너의 상기 대각 표면은 상기 부분 반사성 표면을 제공하기 위하여 공간적 반사부를 포함하는
    광 리사이클링 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    각각의 리사이클링 광파이프와 상기 비임 컴바이너 사이에 공기 틈 또는 저 인덱스 접착제를 더 포함하는
    광 리사이클링 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 비임 컴바이너는 단일 비임의 편광된 출력을 제공하도록 반사성 편광기를 포함하는
    광 리사이클링 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    하나의 광원이 각각의 리사이클링 광파이프의 입력공에 커플링되는 적어도 2개의 광원을 더 포함하며,
    각각의 광원은 광파이프의 입력 단부에 커플링된 이중 포물면 반사기(DPR) 램프이며,
    각각의 광원의 광파이프의 출력 단부는 리사이클링 광파이프의 입력공에 커플링되는
    광 리사이클링 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 비임 컴바이너는 광을 반사하는 반사성 출력 표면 및 광을 출력하는 출력공을 포함하는
    광 리사이클링 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    적어도 3개의 광원, 적어도 3개의 리사이클링 광파이프를 더 포함하며,
    상기 비임 컴바이너는 상기 단일 비임의 출력을 제공하기 위하여 상기 적어도 3개의 리사이클링 광파이프의 출력을 합체하는
    광 리사이클링 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    적어도 4개의 광원, 적어도 4개의 리사이클링 광파이프 및 적어도 2개의 6면 비임 컴바이너를 더 포함하며,
    제1 비임 컴바이너의 상기 대각 표면은 광을 리사이클링하도록 배향되고 제2 비임 컴바이너의 상기 대각 표면은 상기 장치로부터 광을 출력하도록 배향되며,
    상기 제1 비임 컴바이너와 제2 비임 컴바이너의 상기 대각 표면들의 배향은 서로 상이한
    광 리사이클링 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 리사이클링 광파이프의 출력 단부에서 반사성 편광기를 더 포함하며,
    상기 리사이클링 광파이프는 인덱스 매칭 접착제, 에폭시 또는 유체로 채워진 공통 표면을 갖는 제1 테이퍼진 광파이프 및 제2 테이퍼진 광파이프를 포함하며,
    제1 테이퍼진 광파이프에 진입하는 입력광은 제2 테이퍼진 광파이프 안으로 커플링되며,
    상기 반사성 편광기는 리사이클링을 위하여 미사용 편광을 반사하여 광원으로 복귀시킴으로써, 광 출력의 휘도를 증가시키는
    광 리사이클링 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    광원은 이중 포물면 반사기(DPR) 램프이며,
    상기 반사성 편광기는 리사이클링을 위하여 미사용 편광을 반사하여 DPR 램프로 복귀시킴으로써, 광 출력의 휘도를 증가시키는
    광 리사이클링 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    각각의 리사이클링 광파이프의 출력 단부에서 반사성 편광기 및 적어도 2개의 광원을 더 포함하며,
    각각의 리사이클링 광파이프는 인덱스 매칭 접착제, 에폭시 또는 유체로 채워진 공통 표면을 갖는 제1 테이퍼진 광파이프 및 제2 테이퍼진 광파이프를 포함하며,
    제1 테이퍼진 광파이프에 진입하는 입력광은 제2 테이퍼진 광파이프 안으로 커플링되며,
    각각의 리사이클링 광파이프의 상기 반사성 편광기는 리사이클링을 위하여 미사용 편광을 반사하여 대응하는 광원으로 복귀시킴으로써, 광 출력의 휘도를 증가시키는
    광 리사이클링 장치.
  18. 제1항에 따른 장치를 포함하는 LED 프로젝터이며,
    광원은 상기 리사이클링 광파이프의 입력공에 커플링된 백색 LED이며,
    프로젝션 엔진, 이미징 패널, 프로젝션 렌즈, 릴레이 렌즈, 및 컬러 휠을 더 포함하며,
    리사이클링 광파이프의 출력은 프로젝션 렌즈에 의한 스크린으로의 투사 순차적 컬러 화상을 제공하도록 릴레이 렌즈, 이미징 패널 및 컬러 휠을 통해 프로젝션 엔진 안으로 커플링되는
    LED 프로젝터.
  19. 제18항에 있어서,
    이미징 패널은 디지털 미러 장치(DMD) 또는 실리콘 액정(LCOS) 패널인
    LED 프로젝터.
  20. 제18항에 있어서,
    LED에 의해 발광된 광의 일부를 반사시켜 LED 안으로 복귀시킴으로써 광을 리사이클링하는 리사이클링 반사기를 더 포함하며,
    리사이클링 반사기는 광을 출력하는 출력공을 포함하는
    LED 프로젝터.
  21. 제20항에 있어서,
    LED는 복수의 단일 컬러 LED 또는 다중 컬러 LED를 포함하며,
    리사이클링 반사기는 하나의 LED를 다른 LED 상에 결상함으로써, 리사이클링 효율을 증가시키는
    LED 프로젝터.
  22. 제20항에 있어서,
    리사이클링 장치의 출력공을 빠져나가는 광을 상기 리사이클링 광파이프 안으로 집속하는 집광 렌즈를 더 포함하는
    LED 프로젝터.
  23. 제1항에 따른 장치를 포함하는 LED 프로젝터이며,
    광원은 RGB LED이며,
    프로젝션 엔진, 이미징 패널, 프로젝션 렌즈, 릴레이 렌즈, 렌즈렛 어레이, 및 RGB LED에 의해 발광된 광의 일부를 반사시켜 RGB LED 안으로 복귀시킴으로써 광을 리사이클링하는 리사이클링 반사기를 더 포함하며,
    리사이클링 반사기는 상기 렌즈렛 어레이에 커플링되고 광을 출력하는 출력공을 포함하며,
    리사이클링 광파이프의 출력은 프로젝션 렌즈에 의한 스크린 상으로의 투사 컬러 화상을 제공하도록 광의 3가지 컬러를 적시에 다중화하기 위하여 릴레이, 이미징 패널 및 상기 렌즈렛 어레이를 통해 프로젝션 엔진 안으로 커플링되는
    LED 프로젝터.
  24. 제20항에 있어서,
    리사이클링 반사기는 출력 표면을 갖는 중실 광학 요소이며,
    리사이클링 반사기의 출력 표면의 일부는 반사성 표면을 제공하기 위하여 반사성 코팅으로 코팅되며 리사이클링 반사기의 출력 표면의 잔부는 출력공을 제공하기 위하여 투과성인
    LED 프로젝터.
  25. 제1항에 있어서,
    광원은 복수의 LED, 렌즈 시스템, 및 각각의 LED로부터의 광의 일부를 반사하여 상기 복수의 LED로 복귀시키며 출력을 위하여 광의 잔부를 렌즈 시스템에 커플링하는 리사이클링 반사기를 포함하는
    광 리사이클링 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    렌즈 시스템은 미리결정된 발산 각도를 갖는 광을 출력하도록 구성되는
    광 리사이클링 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    광원은 리사이클링 반사기로부터 광의 잔부를 수광하도록 배치되거나 상기 렌즈 시스템으로부터 광을 수광하도록 배치되는 디퓨저를 포함하는
    광 리사이클링 장치.
  28. 제1항에 있어서,
    각각의 광원이 LED인 적어도 2개의 광원과,
    6면 비임 스플리터/컴바이닝(BSC) 시스템으로서, 반사성 표면을 제공하고 내부 전반사(TIR)를 촉진하기 위하여 모든 면이 반사적으로 연마되어 상기 BSC 시스템이 도파관으로서 기능하는, 6면 비임 BSC 시스템을 포함하고,
    상기 BSC 시스템은 각각의 LED로부터의 광의 제1 부분을 상기 리사이클링 광파이프의 출력 단부로 출력으로서 반사하며, 각각의 LED로부터의 광의 제2 부분을 리사이클링을 위하여 다른 LED로 반사하고, 각각의 LED로부터의 광의 잔부는 상기 BSC 시스템의 반사성 표면으로 유도되는
    광 리사이클링 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 BSC 시스템은 부분적으로 반사성인 대각 계면을 포함하는
    광 리사이클링 장치.
  30. 제28항에 있어서,
    편광된 광 출력을 제공하기 위하여 상기 리사이클링 광파이프의 출력 단부에 반사성 편광기를 더 포함하는
    광 리사이클링 장치.
  31. 제28항에 있어서,
    복수의 BSC 시스템, 복수의 LED, 및 (TIR)을 촉진하기 위하여 모든 면이 반사적으로 연마된 삼각 프리즘을 더 포함하는
    광 리사이클링 장치.
  32. LED 프로젝터이며,
    입력광을 제공하는 LED, 프로젝션 엔진, 프로젝션 렌즈, 이미징 패널, 렌즈렛 어레이, 컬러 휠, 입력광의 일부를 상기 렌즈렛 어레이로 출력하고 리사이클링을 위하여 입력광의 잔부를 반사시켜 LED로 복귀시키는 리사이클링 반사기를 포함하며,
    렌즈렛 어레이는 프로젝션 렌즈에 의한 스크린 상으로의 투사 순차적 컬러 화상을 제공하도록 적시에 상이한 컬러의 광을 컬러 휠, 릴레이 렌즈 및 이미징 패널을 통해 프로젝션 엔진으로 커플링하는
    LED 프로젝터.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 렌즈렛 어레이는 원형 또는 장방형 어레이로 배열되는
    LED 프로젝터.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102314064A (zh) * 2011-08-25 2012-01-11 北京亚视创业科技发展有限公司 一种投影机（投影仪）用复合光隧
TWI450019B (zh) 2011-10-06 2014-08-21 Acer Inc 照明系統與投影裝置
CN103309134B (zh) * 2012-03-15 2016-08-31 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 投影装置
JPWO2013157211A1 (ja) * 2012-04-17 2015-12-21 日本電気株式会社 投射装置
TW201405048A (zh) * 2012-07-19 2014-02-01 瓦維安股份有限公司 用於投影顯示器之基於磷光體的燈具
WO2016089726A1 (en) * 2014-12-02 2016-06-09 Innovations In Optics, Inc. High radiance light emitting diode light engine
JP6749084B2 (ja) * 2015-10-14 2020-09-02 株式会社ユーテクノロジー Ｌｅｄ照明装置
JP6659240B2 (ja) * 2015-06-01 2020-03-04 株式会社ユーテクノロジー Ｌｅｄ照明装置
TWI598540B (zh) 2015-09-07 2017-09-11 台達電子工業股份有限公司 波長轉換模組與應用其的光源模組
JP6653450B2 (ja) * 2016-06-29 2020-02-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置及び照明装置
CN107044618B (zh) * 2017-02-22 2020-05-05 横店集团得邦照明股份有限公司 一种适用于博物馆的全光谱led照明灯
US11656474B2 (en) 2019-01-15 2023-05-23 Sony Group Corporation Collimator lens, light source device, and image display device
CN114859637A (zh) * 2021-02-04 2022-08-05 苏州佳世达光电有限公司 投影装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100482233B1 (ko) * 2001-11-02 2005-04-14 에누이씨 뷰 테크놀로지 가부시끼가이샤 편광 유닛, 이 편광 유닛을 이용하는 편광 조명 장치 및이 편광 조명 장치를 이용한 투사형 표시 장치
KR20060133479A (ko) * 2005-06-20 2006-12-26 세이코 엡슨 가부시키가이샤 표시 장치 및 발광 장치
KR20070115882A (ko) * 2005-02-09 2007-12-06 웨이비엔, 인코포레이티드 에텐듀 효율이 높은 복수 광원 결합기
KR20080021426A (ko) * 2006-09-04 2008-03-07 삼성테크윈 주식회사 마이크로 프로젝터

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5400426A (en) * 1993-08-19 1995-03-21 Siecor Corporation Fiber optic mechanical splice having grooves for dissipating index matching material impurities
GB2340619A (en) * 1998-08-11 2000-02-23 Sharp Kk Liquid crystal projector with non-uniform lenslet arrays
US7052150B2 (en) * 1999-12-30 2006-05-30 Texas Instruments Incorporated Rod integrator
US6565235B2 (en) * 2000-10-26 2003-05-20 Cogent Light Technologies Inc. Folding an arc into itself to increase the brightness of an arc lamp
JP3871940B2 (ja) * 2002-02-15 2007-01-24 株式会社リコー 照明装置および表示装置
AU2003243590A1 (en) * 2002-06-21 2004-01-06 Wavien, Inc. Multiple lamp illumination system
US7929214B2 (en) * 2002-11-07 2011-04-19 Sony Deutschland Gmbh Illumination arrangement for a projection system
US7475992B2 (en) * 2003-06-10 2009-01-13 Abu-Ageel Nayef M Light recycler and color display system including same
JP2005091491A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Seiko Epson Corp 照明装置及び投写型表示装置
JP4677724B2 (ja) * 2004-02-17 2011-04-27 セイコーエプソン株式会社 投射型表示装置、及び投射型表示装置の制御方法
JP4144532B2 (ja) * 2004-02-23 2008-09-03 セイコーエプソン株式会社 照明装置および投射型表示装置
US7261453B2 (en) * 2005-01-25 2007-08-28 Morejon Israel J LED polarizing optics for color illumination system and method of using same
US20070284565A1 (en) * 2006-06-12 2007-12-13 3M Innovative Properties Company Led device with re-emitting semiconductor construction and optical element
CA2652240C (en) * 2006-06-13 2016-04-26 Wavien, Inc. Illumination system and method for recycling light to increase the brightness of the light source
US20080030974A1 (en) * 2006-08-02 2008-02-07 Abu-Ageel Nayef M LED-Based Illumination System
JP2008209440A (ja) * 2007-02-23 2008-09-11 Seiko Epson Corp 光学装置およびプロジェクタ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100482233B1 (ko) * 2001-11-02 2005-04-14 에누이씨 뷰 테크놀로지 가부시끼가이샤 편광 유닛, 이 편광 유닛을 이용하는 편광 조명 장치 및이 편광 조명 장치를 이용한 투사형 표시 장치
KR20070115882A (ko) * 2005-02-09 2007-12-06 웨이비엔, 인코포레이티드 에텐듀 효율이 높은 복수 광원 결합기
KR20060133479A (ko) * 2005-06-20 2006-12-26 세이코 엡슨 가부시키가이샤 표시 장치 및 발광 장치
KR20080021426A (ko) * 2006-09-04 2008-03-07 삼성테크윈 주식회사 마이크로 프로젝터

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