KR102651647B1 - 이미지 프로젝터 - Google Patents

Abstract

이미지 프로젝터는 다수의 조명 소스를 구비하는 조명 배열체 및 틸트-미러 조립체 포함하며, 모두 컨트롤러의 제어 하에서 작동된다. 광학 배열체는 조명 소스로부터의 조명을 미러를 향해서 그리고 이미지 평면으로 지향시킨다. 시준 배열체는 출구 조리개로 지향되는 시준된 이미지를 생성하기 위해서 이미지 평면으로부터의 조명을 시준한다. 컨트롤러(830)는 디지털 이미지의 내용에 따라 미러(814)의 틸트 모션과 동기적으로 조명 소스(808)의 각각의 강도를 변조한다. 특정 구현예에서, 조명 소스들(808)은 이격되어 있다. 틸트 모션은 각각의 조명 소스가 시야의 일 차원의 단지 부분을 가로질러 스캔하게 하나, 모든 조명 소스는 함께 일 차원의 전체를 가로질러 스캔한다.

Description

이미지 프로젝터

본 발명은 이미지 프로젝터에 관한 것으로서, 특히 도파관의 입구를 조명하기 위한 다양한 구성을 갖는 이미지 프로젝터에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display), 실리콘 액정 표시 디바이스(LCOS: Liquid Crystal On Silicon) 변조기, 또는 디지털 광원 처리(DLP: Digital Light Processing) 시스템의 디지털 마이크로미러 디바이스와 같은 공간 광 변조기를 조명하고 사용자의 눈에 출력되기 위한 변조된 이미지를 시준함으로써 영상을 투사하는 것은 알려져 있다. 이러한 프로젝터는 일반적으로, 부분 반사 표면에 의해서 또는 회절 요소에 의해서 사용자의 눈에 결합될 때까지 내부 반사에 의해 이미지가 전파되는 광 가이드 안으로, 투사된 이미지가 일반적으로 도입되는 근안 디스플레이에 사용되며, 이는 이미지가 눈을 향해 투사되는 효과적인 광학 조리개의 확장에 기여할 수 있다.

근안 디스플레이는 일반적으로 두 가지 주요 모듈, 즉 도광 광학 요소("LOE" 또는 "도파관") 및 이미지 프로젝터(때로는 "투사 광학 디바이스" 또는 "POD"라고도 함)를 포함한다. 도파관 안으로 들어가는 입사 동공(entrance pupil)은 프로젝터로부터 요구되는 사출 동공(exit pupil)을 결정한다. 따라서 프로젝터의 사출 동공은 광학계로부터 전방으로 약간 떨어진 곳에 위치된다. 프로젝터로부터 도파관 안으로의 광의 광학 결합 배열체는 이 거리를 결정한다.

도 1a는, 프로젝터(12A)가 프리즘(13)을 통해 도파관(14) 안으로 이미지 광을 전송하는 기존의 대각선 접근법을 도시한다. 이러한 구성에서 프로젝터(12A)와 도파관 입사 동공 사이의 광학 거리는 비교적 짧다.

도 1b는 광을 도파관에 커플링하기 위한 수직 접근법을 도시한다. 이 도면에서, 프로젝터(12B)는 주광선(chief ray, 16A)을 투과하는 것으로 도시된다. 광선은 도파관(14) 내의 내부 전반사(total internal reflection, TIR)에 의해 포획되는 각도로 미러 표면(18)으로부터 반사된다.

도 1a 및 도 1b 모두에서, 임계점(실제로는 도면의 페이지 안으로 연장되는 에지)(32)은 도시된 바와 같이 적어도 폭 차원(dimension)에서 도파관으로의 입사 동공을 결정한다. 프로젝터로부터 이러한 입사 동공까지의 광 경로가 도 1b에서 보다 도 1a에서 더 짧은 것이 명백하다.

도파관의 광학 조리개는 실제로 2차원으로 정의된다. 특히 바람직한 구현예에서, 2차원의 조리개 확장이 프로젝터 사출 동공과 관찰자의 눈 사이에서 수행된다. 이것은 도 2a의 도파관(PCT 국제공개 WO2018065975호의 도 12에 대응되며, 이 문헌의 전체 내용이 본원에 인용되어 포함된다)에 의해 예시된 바와 같이, 확장의 제1 차원을 위한 독립 도파관을 사용함으로써 달성될 수 있으며, 여기서 도파관(24)에 대한 입사 동공은 2개의 에지(26, 28)에 의해서 획정된다. 이러한 에지는 반드시 동일한 평면에 있는 것은 아니다. 도 2b는 2세트의 포함된 부분 반사 표면을 사용하여 2D 애퍼처 확장을 수행하는 "1D" 또는 슬래브형 도파관(30)을 도시한다. 이 경우, 도파관 에지(34)는 입사 동공의 일 측부(표시된 영역)을 결정하는 한편, 다른 차원 상의 에지(35)는 고유하게 획정되지 않으며(개략적으로 화살표(36)로 도시됨), 이 차원의 입사 동공이 도파관 평면을 따라 변하는 것을 허용한다.

본 발명은 이미지 프로젝터이다.

본 발명의 실시형태의 교시에 따르면, 도광 광학 요소의 입력 조리개 안으로의 주입을 위한 출구 조리개를 통해 시준된 이미지(시준된 이미지는 시야를 갖는 디지털 이미지의 표현임)를 투사하기 위한 이미지 프로젝터가 제공되며, 이 이미지 프로젝터는, (a) 복수의 조명 소스를 포함하는 조명 배열체; (b) 미러 및 미러의 틸트 모션을 구동하기 위한 드라이버를 포함하는 틸트-미러 조립체; (c) 드라이버 및 조명 배열체와 전자적으로 연결된 컨트롤러; 및 (d) 복수의 광학 요소를 포함하는 광학 배열체 - 복수의 광학 요소는, (i) 복수의 조명 소스로부터 미러를 향해 조명을 지향시키도록; (ii) 미러로부터 반사된 조명을 이미지 평면을 향해 지향시키도록; 그리고 (iii) 출구 조리개로 지향되는 시준된 이미지를 생성하기 위해 이미지 평면으로부터 조명을 시준하도록 전개됨 -;를 포함하되, 컨트롤러는 디지털 이미지의 내용에 따라 미러의 틸트 모션과 동기적으로 조명 소스의 각각의 강도를 변조하며, 복수의 조명 소스는 이격되고, 틸트 모션은, 조명 소스 각각으로부터의 조명이 시야의 일 차원의 단지 부분을 가로질러 스캔하는 한편, 복수의 조명 소스로부터의 조명이 함께 일 차원의 전체를 가로질러 스캔하도록 한다.

본 발명의 실시형태의 다른 특징에 따르면, 광학 배열체는 실질적으로 미러를 출구 조리개에 이미징한다.

본 발명의 실시형태의 다른 특징에 따르면, 틸트-미러 조립체는, 각각의 조명 소스로부터의 조명이 2차원 스캐닝 패턴으로 이미지 평면을 가로질러 스캐닝하도록 하는 2축선 스캐닝 배열체의 부분이다.

본 발명의 실시형태의 다른 특징에 따르면, 이격된 조명 소스는 2차원으로 이격된 조명 소스의 2차원 어레이의 부분이고, 2차원 스캐닝 패턴은 조명 소스 각각으로부터의 조명이 시야의 각각의 차원의 단지 부분을 가로질러 스캔하는 한편, 복수의 조명으로부터의 조명이 시야의 두 차원의 전체에 걸쳐 함께 스캔하도록 한다.

본 발명의 실시형태의 다른 특징에 따르면, 이격된 조명 소스의 각각은, 시야의 스캐닝 방향 차원에 수직인 시야의 차원에 스팬닝(spanning)되는 실질적으로 연속적인 조명 패턴을 생성하기 위해 협력하는 조명 소스의 일 그룹의 부분이다.

본 발명의 실시형태의 다른 특징에 따르면, 광학 배열체는 미러로부터 반사된 조명을 상기 이미지 평면에 포커싱하도록 구성되어, 조명 소스 각각이 디지털 이미지의 단일 픽셀에 대응되는 이미지 평면에서 순간적인 스팟을 생성한다.

본 발명의 실시형태의 다른 특징에 따르면, 이미지 평면에 전개된 공간 광 변조기가 또한 제공되며, 광학 배열체는 공간 광 변조기의 복수의 픽셀 요소를 조명하는 조명 소스 각각으로부터의 조명 패치를 생성하도록 구성되며, 공간 광 변조기는 디지털 이미지의 재생을 생성하기 위해 조명 배열체와 협력하여 컨트롤러에 의해 구동된다.

본 발명의 실시형태의 다른 특징에 따르면, 복수의 조명 소스 모두는 단일 색상이고, 복수의 조명 소스 각각은 적색, 녹색 및 청색 색상의 조명 소스의 트리플릿(triplet)을 구성하는 상이한 색상들 중 2개의 추가 조명 소스와 연관된다.

본 발명의 실시형태의 교시에 따르면, 또한, 도광 광학 요소의 입력 조리개 안으로의 주입을 위한 출구 조리개를 통해 시준된 이미지(시준된 이미지는 시야를 갖는 디지털 이미지의 표현임)를 투사하기 위한 이미지 프로젝터가 제공되며, 이 이미지 프로젝터는, (a) 복수의 조명 소스를 포함하는 조명 배열체; (b) 미러 및 미러의 틸트 모션을 구동하기 위한 드라이버를 포함하는 틸트-미러 조립체; (c) 개별적으로 제어되는 픽셀 요소를 갖는 공간 광 변조기; (d) 공간 광 변조기, 드라이버 및 조명 배열체와 전자적으로 연결된 컨트롤러; 및 (e) 복수의 광학 요소를 포함하는 광학 배열체 - 복수의 광학 요소는, (i) 복수의 조명 소스로부터 미러를 향해 조명을 지향시키도록; (ii) 각각의 조명 소스로부터의 조명이 공간 광 변조기의 복수의 픽셀 요소를 조명하는 조명의 패치를 생성하게끔 미러로부터 반사된 조명을 공간 광 변조기로 지향시키도록; 그리고 (iii) 출구 조리개로 지향되는 시준된 이미지를 생성하기 위해 공간 광 변조기로부터 조명을 시준하도록 구성됨 -;를 포함하되, 컨트롤러는 디지털 이미지의 재생을 생성하기 위해 미러의 틸트 모션과 동기적으로 조명 소스 각각의 강도의 변조와 협력하여 공간 광 변조기를 구동하며, 복수의 조명 소스는, 시야의 1차 스캐닝 방향 차원에 수직인 시야의 차원의 적어도 부분에 스팬닝되는 실질적으로 연속적인 조명 패턴을 생성하는 개별적으로 제어되는 조명 소스의 적어도 하나의 그룹을 포함한다.

본 발명의 실시형태의 다른 특징에 따르면, 개별적으로 제어되는 조명 소스의 그룹은 시야의 1차 스캐닝 방향 차원에 수직인 시야의 차원이 전체에 스팬닝되는 실질적으로 연속적인 조명 패턴을 생성한다.

본 발명의 실시형태에 따르면, 또한, 도광 광학 요소의 입력 조리개 안으로의 주입을 위한 출구 조리개를 통해 시준된 이미지(시준된 이미지는 시야를 갖는 디지털 이미지의 표현임)를 투사하기 위한 이미지 프로젝터가 제공되며, 이 이미지 프로젝터는, (a) 상이한 색상의 복수의 조명 소스를 포함하는 조명 배열체; (b) 미러 및 복수의 위치들 사이에서 미러의 틸트 모션을 구동하기 위한 드라이버를 포함하는 틸트-미러 조립체; (c) 개별적으로 제어되는 픽셀 요소를 갖는 공간 광 변조기; (d) 공간 광 변조기 및 드라이버와 전자적으로 연결된 컨트롤러; 및 (e) 복수의 광학 요소를 포함하는 광학 배열체 - 광학 배열체는, (i) 복수의 조명 소스로부터 미러를 향해 조명을 지향시키도록; (ii) 조명 소스들 중 하나로부터의 조명이 공간 광 변조기를 조명하게끔 미러로부터 반사된 조명을 공간 광 변조기를 향해 지향시키도록; 그리고 (iii) 출구 조리개로 지향되는 시준된 이미지를 생성하기 위해 공간 광 변조기로부터 조명을 시준하도록 구성됨 -;를 포함하되, 컨트롤러는, 공간 광 변조기가 조명 소스들 중 제1 조명 소스에 의해 완전히 조명되는 위치들 중 제1 위치와, 공간 광 변조기가 조명 소스들 중 제2 조명 소스에 의해 완전히 조명되는 위치들 중 제2 위치 사이에서 미러를 배치하여, 이로써 조명의 색상들 사이에서 스위칭되도록 드라이버를 구동하며, 컨트롤러는 조명의 색상들 각각에 대한 디지털 이미지의 대응되는 콘텐츠를 생성하기 위해 조명의 색상들 사이의 스위칭과 동기적으로 공간 광 변조기를 작동시킨다.

본 발명의 실시형태의 다른 특징에 따르면, 미러의 각각의 위치에서, 광학 배열체는 조명 소스들 중 하나의 이미지를 공간 광 변조기 상에 포커싱하도록 구성된다.

본 발명의 실시형태에 따르면, 또한, 도광 광학 요소의 입력 조리개 안으로의 주입을 위한 출구 조리개를 통해 시준된 이미지(시준된 이미지는 시야를 갖는 디지털 이미지의 표현임)를 투사하기 위한 이미지 프로젝터가 제공되며, 이 이미지 프로젝터는, (a) 적어도 하나의 조명 소스를 포함하는 조명 배열체; (b) 제1 미러 및 제1 틸트 축선을 중심으로 한 제1 미러의 틸트 모션을 구동하기 위한 제1 드라이버를 포함하는 제1 틸트-미러 조립체; (c) 제2 미러 및 제2 틸트 축선을 중심으로 한 제2 미러의 틸트 모션을 구동하기 위한 제2 드라이버를 포함하는 제2 틸트-미러 조립체; (d) 제1 및 제2 드라이버와 그리고 조명 배열체와 전자적으로 연결된 컨트롤러; 및 (e) 복수의 광학 요소를 포함하는 광학 배열체 - 복수의 광학 요소는, (i) 적어도 하나의 조명 소스로부터 제1 미러를 향해 조명을 지향시키도록; (ii) 미러로부터 반사된 조명을 제2 미러를 향해 지향시키도록; 그리고 (iii) 출구 조리개로 지향되는 시준된 이미지를 생성하기 위해 제2 미러로부터의 조명을 시준하도록 전개됨 -;를 포함하되, 컨트롤러는 디지털 이미지의 내용에 따라 제1 및 제2 미러의 틸트 모션과 동기적으로 적어도 하나의 조명 소스의 강도를 변조하며, 광학 배열체는, 제1 미러 및 상기 제2 미러 모두가 이미지 프로젝터의 출구 조리개의 이미지를 포함하는 평면에 실질적으로 위치되도록 구성된다.

본 발명의 실시형태의 다른 특징에 따르면, 적어도 하나의 조명 소스는 복수의 이격된 조명 소스로서 구현되며, 제1 및 제2 미러 중 하나의 틸트 모션은, 조명 소스 각각으로부터의 조명이 시야의 일 차원의 단지 부분을 가로질러 스캔하는 한편, 복수의 조명 소스로부터의 조명이 함께 일 차원의 전체를 가로질러 스캔하도록 한다.

본 발명의 실시형태의 다른 특징에 따르면, 이격된 조명 소스는 2차원으로 이격된 조명 소스의 2차원 어레이의 부분이고, 제1 및 제2 미러 각각의 틸트 모션은, 조명 소스 각각으로부터의 조명이 시야의 각각의 차원의 단지 부분을 가로질러 스캔하는 한편, 복수의 조명으로부터의 조명이 시야의 두 차원의 전체에 걸쳐 함께 스캔하도록 한다.

본 발명은 본원에서 단지 예로서, 첨부 도면들을 참조하여 설명되며, 여기서:
위에서 논의된 도 1a 및 도 1b는 2개의 종래 접근법에 따른 도광 광학 요소에 광학적으로 커플링된 이미지 프로젝터의 개략적인 측면도이다.
위에서 논의된 도 2a 및 도 2b는 도광 광학 요소 안으로의 이미지의 커플링과 관련된 특정 기하학적 정의를 예시하는 개략적인 등각 투상도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 특정 실시형태의 교시에 따라 구성되고 작동적인 이미지 프로젝터의 2개의 개략도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시형태에 따라 구성되고 동작적인 이미지 프로젝터를 구현하기 위한 제1 광학 배열체의 개략적인 측면도로서, 배열체를 통한 광선 경로의 상이한 서브세트를 예시한다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시형태에 따라 구성되고 동작적인 이미지 프로젝터를 구현하기 위한 제2 광학 배열체의 개략적인 측면도로서, 스캐닝 미러 변위의 유무에 따라 배열체를 통한 광선 경로의 상이한 서브세트를 예시한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시형태에 따라 구성되고 동작되는, 이미지 프로젝터 및 출력 도파관을 구현하기 위한 제3 광학 배열체의 개략적인 측면도 및 저면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 2개의 단일 축선 틸트-미러 조립체를 사용하는 본 발명의 실시형태에 따라 구성되고 작동적인 이미지 프로젝터를 구현하기 위한 제4 광학 배열체의 개략적인 측면도로서, 배열체를 통한 광선 경로의 상이한 서브세트를 예시한다.
도 7d 내지 도 7f는, 두 개의 단일 축선 틸트-미러 조립체를 사용하며, 둘 다 사출 동공이 재이미징되는 상이한 평면에 위치되는, 본 발명의 실시형태에 따라 구성되고 작동적인 이미지 프로젝터를 구현하기 위한 제5 광학 배열체의 개략적인 측면도로서, 배열체를 통해 광선 경로의 상이한 서브세트를 예시한다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시형태의 교시에 따른 이미지 프로젝터에서 사용되기 위한 다양한 조명 패턴 및 대응되는 스캐닝 패턴의 개략도이다.
도 9a는 감소된 스캐닝 각도 요건을 달성하기 위해 이격된 조명 소스의 사용을 예시하는 도 7a와 유사한 광학 배열체의 개략적인 측면도이다.
도 9b 내지 도 9d는 도 9a에 따른 이미지 프로젝터에서 사용되기 위한 다양한 조명 패턴 및 대응되는 스캐닝 패턴의 개략도이다.
도 10a는, 스캐닝 배열체가 조명 소스들 사이의 스위칭을 위해서 사용되는 프로젝터를 구현하기 위한 광학 배열체의 개략적인 측면도이다.
도 10b는 중심 LED를 선택하는 복수의 조명 소스 상의 공간 광 변조기의 풋프린트의 개략도이다.
도 10c 및 도 10d는 각각 도 10a 및 도 10b와 유사한 도면으로서, 대안적인 LED의 선택을 예시한다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시형태를 구현하기 위한 시스템의 블록도이다.
도 12는 가변 강도 조명을 사용하는 감소된 강도 조명 방식의 개략도이다.

본 발명은 이미지 프로젝터이다.

본 발명에 따른 이미지 프로젝터의 원리 및 작동은 도면 및 동반된 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.

서론으로서, 본 발명은 이미지 생성 서브시스템의 일부로서 조명 시스템을 갖는 틸트-미러 조립체를 사용하는 다양한 배열체를 갖는 이미지 프로젝터에 관한 것이다. 본원에 기술된 주제는 개념적으로, 각각이 그 자체로 독립적이지만, 가장 바람직하게는, 다양한 조합으로 유리하게 사용되는 본 발명의 다수의 상이한 양태로 세분화될 수 있다. 하기에 논의된 본 발명의 다양한 양태의 모든 조합은, 양립할 수 없는 것으로 구체적으로 표시된 경우를 제외하고는, 본 발명의 범위 내에 있다고 간주되어야 한다.

이제 도면을 참조하면, 도 3a는 출구 조리개(45)를 통해 시준된 이미지를 투사하기 위한, 본 발명의 제1 양태에 따른 이미지 프로젝터를 개략적으로 예시한다. 이미지는, 적어도 특정 실시형태에서, 픽셀 요소의 2차원 어레이를 제공하는 공간 광 변조기(SLM: spatial light modulator)에 의해 이미지가 생성되는 이미지 평면(46)을 통과하며, 픽셀 요소 각각은, 픽셀 요소에 의해 투과되거나 반사되는 광의 속성, 일반적으로 편광을 변조하도록 제어 가능하다. 투과된 광 SLM의 일 예는 액정 디스플레이(LCD)이며, 반사형 SLM의 예는 LCOS(Liquid Crystal on Silicon) 디바이스, 또는 DLP(Digital Light Processing) 디바이스이다. 여기의 개략도는 왼쪽에서 오른쪽으로 광학 경로를 따라 진행하는 것을 예시하나, 이러한 광학 경로는 아래의 실시예에서 예시되는 바와 같이, LCOS(46)를 포함하여 다양한 반사 요소에서 폴딩될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 적어도 하나의 광학 요소의 시준 배열체(44)는, 도광 광학 요소(도파관)의 입력 조리개 안으로의 주입을 위해, 출구 조리개(45)로 지향되는 시준된 이미지를 생성하기 위해 이미지 평면(예를 들어, 공간 광 변조기)으로부터 조명을 시준하도록 구성된다.

이미지 프로젝터는 또한, 조명 조리개(42)로부터 조명을 전달하는 조명 배열체, 및 조명 조리개(42)와 이미지 평면(46) 사이의 광학 경로에 배치된 조명 광학계(43)를 포함한다. 바람직하게는, 높은 광학 효율을 달성하기 위해, 조명 광학계(43) 및 시준 배열체(44)는 조명 조리개(42)의 이미지가 실질적으로 출구 조리개(45)에 떨어지도록 구성된다. 이것은 "동공 이미징"을 달성하여, 조명 조리개(42)로부터 SLM을 향해 지향된 조명 광선이 출구 조리개(45)를 향해 효율적으로 지향되는 것을 보장한다.

광은 임의의 적합한 광 소스(41)로부터 입구 조리개(42)로 전달될 수 있고, 광학 이미징 구성요소(렌즈, 미러) 또는 비-이미징 구성요소(광 파이프, 확산기)이든지 간에 임의의 적절한 구성요소에 의해 집중될 수 있다. 조명 조리개(42) 후에는, 이미징 광학 구성요소만 사용되어, "동공 이미징"이 달성된다. 출구 조리개(45)는 바람직하게는, 이미지를 관찰자(미도시)에게 중계하는 도 1a, 도 1b, 도 2a 및 도 2b에 예시된 것과 같은 도광 광학 요소 안으로의 입구부이다. 완벽한 동공 이미징의 경우, 조리개(42)를 통과하고 조명 광학계(43)에 떨어지는 광선은 출구 조리개(45)(이미지 변조에 따라 다름)에 도달될 것이고, 도파관으로 들어갈 것이므로, 최대 조명 효율을 달성할 것이다. 실질적으로, 본 발명의 이러한 양태의 이점의 대부분은 출구 조리개(45)에서 "실질적으로" 떨어지는 조명 조리개의 이미지를 갖는 것에 의해서 달성될 수 있으며, 이는 여기서 조명 조리개(42)를 빠져나가고 광학계(43)에 도달되는 광선의 적어도 절반, 좀 더 바람직하게는 적어도 80%가 출구 조리개(45)에 떨어진다는 점을 의미하도록 이해된다.

출구 조리개(45)를 통해서 LOE로 가는 이미지는 시준되어야 한다. 즉, 이미지 내의 모든 포인트는 조리개(45)를 균일하게 채우는 평행 광선의 세트에 의해서 표현된다. 세 가지 주요 대안을 사용하여 이미지 형성이 달성될 수 있다.

1. 스캐닝: 소스(41)는 포인트 소스이고, 이미지의 각각의 픽셀에 대한 이미지 정보에 따라 조명 강도의 동기화된 변조와 함께 연속적인 픽셀을 스캔하기 위해 조리개(42)에서 스캐닝 미러를 사용하여 이미지가 생성된다. 이러한 경우, 이미지 평면(46)에는 변조기가 요구되지 않는다.

2. 공간 변조: 공간 광 변조기는 시준 배열체(44)의 초점 평면에 대응되는 이미지 평면(46)에 배치된다. 변조기는 예를 들어, LCOS, LCD 또는 DLP 디바이스일 수 있다.

3. 조합: 평면(46)에 있는 공간 변조로 조리개(42)에서 스캐닝.

도 3b는, 도 1b의 수직 커플링과 같은 특정 광학 구성을 구현하기 위해서 더 적합한, 단지 사출 동공(45)과 제1 렌즈(44) 사이의 더 큰 거리를 갖는 도 3a와 동등한 아키텍처를 도시한다. 45와 44 사이의 더 큰 거리는 더 큰 렌즈(44)의 사용을 결정하고, 또한 동공 이미지 평면(42)을 이미지 평면(46)에 더 가깝게 시프트시킨다. 그 결과, 공간 제한은, 일반적으로 조명 조리개(42)에 인접하게 그리고 일반적으로 광학 경로를 따라 조명 조리개 이전에 렌즈(43)를 배치하도록 결정한다.

아래 주어진 실시예에서, LCOS 공간 광 변조기에 대한 참조가 있을 것이나, 이것이 공간 광 변조기의 비제한적인 실시예라는 점, 및 다른 유형의 공간 광 변조기를 사용하는 변형 구현이 본원의 설명에 기반하여 당업자에 의해 용이하게 구현될 수 있다는 점이 주의되어야 한다.

스캐너를 포함하는 이중 PBS의 광학 배열체

도 4a 내지 도 4c는 2개의 편광 빔 스플리터(PBS: Polarizing Beam Splitter)에 기반하는 도 3a와 동등한 아키텍처를 도시한다. 광 소스(51)는 PBS(40a) 상에, 렌즈(53)에 그리고 스캐닝 반사 미러(52) 상으로 광을 전송한다. 이하, 본 문헌 전반에 걸쳐서, 본 기술 분야에 알려진 바와 같이, PBS 반사 이후 및 PBS 투과 이전에 1/4 파장 플레이트가 사용되는 점 및 그 반대의 경우가 기정 사실로 간주되나, 설명의 편의를 위해 이에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다. 빛은 미러(52)로부터 반사되어 PBS(40a)를 통해 투과되고, 미러(57)(도시된 바와 같이 평면 미러일 수 있거나 광 파워를 가질 수 있음)에 의해 반사되고, LCOS 이미징 매트릭스(56) 상으로 향하도록 PBS(40a) 및 PBS(40b)에 의해 반사된다. 광은 LCOS로부터, PBS(40b)를 통해 렌즈(54)로, 다시 PBS(40b)로, 그리고 도파관에 대한 입사 동공이기도 한 사출 동공(55) 상으로 통과된다.

도 4b는 스캐닝 미러(52) 상에 포커싱되고, 광학계에 의해 동공(55) 상에 다시 포커싱되는 광선의 일부만을 도시한다. 이러한 방식으로 사출 동공의 이미지에서 스캐닝 미러는 동공(55) 안으로의 조명을 유지하면서 스캐닝을 수행할 수 있다.

도 4c는, LCOS(56) 상에 포커싱되고 또한 소스 평면(51)에 포커싱되는 이미지 필드의 단일 포인트를 도시한다. 이러한 방식으로 스캐너(52)는 51로부터 LCOS(56) 안으로의 조명 스팟을 스캔할 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 단일 스팟 소스(레이저와 같은)가 사용되면, 확산기가 광학 경로에 배치되고, 다중 픽셀이 LCOS 상에 조명된다. 대안적으로, LCOS는 반사 렌즈(평면 또는 곡면)로 대체될 수 있고, 레이저는, 확산기 또는 기타 비이미징 구성요소 없이 모든 광학 경로에서 이미징 광학계에 의해서 포커싱된 상태로 유지될 수 있다.

도 4a 내지 도 4c의 구성에서 이미지 평면(56)과 동공 이미지(52) 사이의 거리가(동공(55)과 렌즈(54) 사이의 상대적으로 짧은 거리의 결과로서) 상대적으로 크고, 따라서 이 구성이 도 1a에 기술된 바와 같이 대각 커플링에 대해 더 적합하다는 점이 명백하다.

도 5a에서, 사출 동공(65)은 렌즈(64)로부터 더 멀리 떨어져 있고, 따라서 스캐닝 미러(63)는 도 4a의 구성에 비해 66에 있는 이미지로부터 더 짧은 광학 경로에 배치된다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 여기에서 사출 동공(65)은 PBS(40a)를 통한 추가적인 광학 경로 없이 평면(62)에 재포커싱된다. 이러한 구성은 도 3b에 도시된 것과 동일하고, 도 1b에 도시된 커플링 배열체를 구현할 때 유용하다.

도 5c 및 도 5d는 미러(62)의 스캐닝을 도시하며, 따라서 광 소스(61)가 사출 동공(65) 또는 조명 LCOS(66)인 필드의 상이한 각도 지점을 조명하다.

이전에 언급된 바와 같이, 정적 미러를 66(공간 광 변조기 없이)에 배치하고 작은 스팟 조명 소스(예를 들어, 레이저 빔, S-LED, 에지 방출 다이오드 등)으로부터의 포커싱된 빔을 사용하는 것이 또한 가능하며, 이 작은 스팟 조명 소스의 경우에, 초점 평면에서 포커싱된 조명 스팟은 단지 스캔에 의해서 효율적인 이미지 생성을 달성하기 위해서 이미지의 픽셀 치수보다 더 크지 않다.

동공 이미징이 없는 단일 축선 스캐너

도 6a 및 도 6b는 도 1b에 설명된 바와 같이 수직 커플링을 갖는 프로젝터의 광학적 배열체를 도시한다. 도 6a는 측면도를 도시하고, 도 6b는 저면도를 도시한다. 이러한 경우에, 도파관(14)은 32에 의해서 획정되는 입사 동공을 갖는다. 반사 미러(18)의 커플링 배향은 프로젝터 PBS의 배향에 수직이어서, 도 6b의 저면도에서 더 잘 도시된다.

바람직한 구현예를 위해 이와 같이 제시된 원리에 따르면, 도파관의 입사 동공(32)(광선 초점(166C)으로서 도시됨)은(도 4b 및 도 5b에 예시된 바와 같이) 스캐닝 미러(162) 상에 이미징될 것이다. 그러나, 스캐너가 1차원으로만 스캔하고, 스캔 축이 도 6b의 파선에 의해서 도시된 것과 같은 경우, 적절한 도파관 구성이 선택된다면, 동공 이미징 요구 사항이 완화될 수 있다. 이러한 실시예에서 동공의 이미지는 166D에 있다(미러(162) 상에 있지 않음). 이 경우에, 스캐닝은 프로젝터로부터의 사출 동공이 화살표(36)(도 2b)을 따라 이동하게 할 것이다. 도파관을 따른 이러한 유형의 동공 이동은, 도파관이 2차원 동공 확장을 포함하는 한, 커플링 효율을 저하시키지 않는다.

분리된 동공

아래에 더 자세히 설명되는 것과 같은, 본 발명의 특정 실시형태에서, 일반적으로 래스터 패턴으로 이미지 평면을 가로질러 조명의 2차원 스캐닝을 수행하는 것이 바람직할 수 있으며, 여기서 더 빠른 제1 스캐닝 방향은 1차 스캐닝 방향이라고 하고, 기본 스캐닝에 수직인 방향은 2차 스캐닝 방향이라고 한다. 단일 미러를 사용하여 2축선 스캐닝이 수행될 수 있지만, 많은 경우에, 각각 단일 축선에 대한 기울기를 제공하는 자체 액추에이터를 구비하는 두 개의 개별 스캐닝 미러를 사용함으로써, 저비용 및 향상된 신뢰성이 달성될 수 있다. 두 개의 단일 축선 스캐너가 사용되는 경우, 사출 동공의 이미지인 단일 평면에 이러한 두 개의 축선 미러를 배치하는 것은 불가능하다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 각각의 단일 축선 스캐닝 미러는 대응되는 축선에 대한 유효 도파관 동공의 이미지를 포함하는 평면에 실질적으로 배치될 수 있다. 2개의 상이한 축선에 대한 도파관 동공에 대한 이러한 별개의 위치는 에지(26 및 28)로서 도 2a에 예시되고, 차원(34 및 35)로서 도 2b에 예시된다.

도 7a는 2개의 별개의 미러(302, 304)를 포함하는 2개의 틸트-미러 조립체를 갖는 예시적인 시스템을 도시하며, 각각은 드라이버(미도시)의 일부로서 자신의 액추에이터를 갖는다. 빛은 광 소스(300)로부터 기원되고, 제1 스캐닝 미러(302) 상에 반사된 다음 제2 스캐닝 미러(304)에 반사된다. 그 다음, 빛은, 빛이 폴딩 미러(18) 및 다음으로 도파관 입구(312)에 충돌하는 도파관(미도시) 안으로 투사되기 전에, LCOS(또는 미러)(306) 및 시준 렌즈(308)로 계속된다. 이러한 시스템은 도파관에 대해 2개의 효과적으로 구별되는 입구 구멍을 갖는 시스템의 추가 실시이다: 조명이 도파관 내에서 안내되는 차원의 입사 동공은 도파관 애퍼처(312)(도 1b의 에지(34)에 대응됨)에 의해 구분되는 한편, 횡방향 차원의 동공 조리개(도면 평면에 수직)는 폴딩 미러(18)에 놓이도록 구성될 수 있다(비록 다른 위치가 또한 가능하나).

도 7b는 폴딩 미러(18) 상의 지점이 스캐닝 미러(302)에 이미징되는 점을 예시한다. 이것은 스캐닝 미러(302)의 스캐닝 축선이 페이지에 수평이어야 한다는 점(일 점 쇄선으로 도시됨)을 따른다. 도 7c는 동공 평면(312) 상의 지점이 스캐닝 미러(304) 상으로 이미징되는 것을 예시한다. 이것은 스캐닝 미러(304)가 드로잉 평면에 수직인 회전 축선으로 구현되어야 한다는 점을 따른다.

이중 동공 이미징

도 7a의 접근법에 대한 대안으로서, 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 2축선 스캐닝은 유리하게는 분리된 두 미러 모두에서 사출 동공(312)의 2회 이미징에 의해 달성될 수 있다. 도 7d는 제1 동공 이미지(42V)(수직 스캐너)가 다른 동공 이미지(42H)(수평 스캐너) 상으로 어떻게 재이미징되는지를 개략적으로 도시한다.

도 7e 및 도 7f는 포인트 소스(300)가 공간 이미지 변조기 없이 이미지를 스캐닝하는 이중 동공 이미징을 포함하는 광학 배열체를 도시한다. 도 7e는 사출 동공(312)으로부터의 포인트가 제1 수직 스캐닝 미러(42V) 상에 이미징되고, 수평 스캐닝 미러(42H) 상에 재이미징되는 것을 도시한다. 도 312는 포인트 소스가 사출 동공(312)에서 시준되는 것을 보여준다. 이러한 아키텍처는 이미지를 생성하도록 변조된 단일 레이저 또는 다른 단일 픽셀 조명 소스로 스캔할 때 유리하게 사용될 수 있다. 대안적으로, 이것은 다양한 다중 소스 조명 방식에 유리하게 사용될 수 있고, 특히 아래에 설명된 다양한 "이격된 광 소스" 조명 방식에 적합하다.

스캔식 조명 방식

지금까지, 1차 이미지 생성 메커니즘으로 또는 공간 광 변조기와 함께 사용하기 위한 스캔되는 조명의 능력을 제공하기 위해 다수의 새로운 광학 배열체가 제시되었다. 하나 이상의 상기 광학 배열체에 의해 촉진되고, 유리하게는 이를 사용하여 구현될 수 있는 다수의 특정 구현예가 아래에 제시된다.

소개로서, 도 11은 광 가이드 광학 요소(도파관 입구(802))의 입력 스탑 안으로의 주입을 위한 출구 조리개를 통해 시준된 이미지를 투사하기 위한, 전체적으로 800으로 지정된 이미지 프로젝터의 주요 구성요소를 도시하는 블록도이다. 시준된 이미지는 이미지 입력(804)으로서 시스템에 제공되는 특정 원하는 시야를 가진 디지털 이미지의 표현이다. 일반적으로, 이미지 프로젝터(800)는 복수의 조명 소스(808)를 포함하는 조명 배열체(806)를 포함하며, 여기서 소스 1, 2 … n으로 번호가 매겨진다(특정 구현은 단지 2개의 조명 소스만 가질 수 있음). 사용된 조명 소스(808)의 유형, 및 이러한 소스의 상대적 배치는 각각의 적용의 맥락에서 아래에서 상세히 논의될 것이다. 스캐닝 배열체(810)는, 미러(814) 및 미러(814)의 틸트 모션을 구동하기 위한 드라이버(816)를 갖는 적어도 하나의 틸트-미러 조립체(812)를 포함한다. 틸트-미러 조립체는 당업계에 잘 알려진 다양한 상업적으로 이용 가능한 제품을 사용하여 구현될 수 있다. 2축선 스캐닝이 필요한 경우, 또한 상업적으로 이용 가능한 2축선 틸트-미러 조립체가 사용될 수 있거나, 또는 단일 축선 틸트-미러 조립체(812)가, 자체 미러(820) 및 드라이버(822)를 갖는 2차 틸트-미러 조립체(818)에 의해서 보완된 1차 스캐닝 메커니즘으로서 사용될 수 있다.

본 발명의 다양한 양태(전부는 아니지만, 아래에서 상세히 설명됨)는 또한, 모두 당업계에 공지된 바와 같이 적절한 드라이버 회로(828)에 의해 구동되는 픽셀 어레이(826)에서 개별적으로 제어되는 픽셀 요소를 갖는 공간 광 변조기(SLM)(824)를 사용한다. SLM은, 예를 들어, 전송 구성을 위한 LCD 또는 반사 구성을 위한 LCOS 또는 DLP 디바이스와 같은 임의의 적절한 기술을 사용할 수 있다. 각각의 경우에, SLM은 그 자체로 일반적으로 상업적으로 이용 가능한 표준 제품이다.

일반적으로 하나 이상의 프로세서(832) 및 적어도 하나의 데이터 저장 디바이스(834)를 포함하는 컨트롤러(830)는 공간 광 변조기(824)(존재하는 경우), 틸트-미러 조립체 드라이버(들)(816(및 존재하는 경우 822)), 및 조명 배열체(806)와 전자적으로 연결되어 제공된다. 컨트롤러(830)는 본 기술 분야에 알려진 바와 같이, 전용 회로, 적절한 소프트웨어 하에서 동작하는 범용 프로세서, 또는 하드웨어, 펌웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 다른 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 또한, 컨트롤러(830)의 구조 및 기능은 둘 이상의 물리적 서브시스템으로 세분화될 수 있으며, 이의 기능들 중 일부는 원격 디바이스 및/또는 가상 머신 또는 달리 정의된 "클라우드" 컴퓨터의 동적으로 할당된 리소스에 의해 수행될 수 있다.

다양한 구성요소 사이의 광학적 관계는, 복수의 광학 요소(일반적으로 반사 및/또는 굴절 렌즈, 미러, 빔 스플리터, 1/4 파장 플레이트, 및 광학적 정렬로 구성요소를 유지하기 위한 표면을 획정하는 투명 블록을 포함함)를 포함하는 광학 배열체(836)에 의해서 획정된다. 본 발명의 다양한 양태를 구현하기 위한 적절한 광학 배열체의 실시예는 상술된 바와 같이, 도 3a 내지 도 7c의 구성에서 찾아질 수 있다.

일반적으로, 광학 배열체(836)의 다양한 요소는, 미러(들)로부터 반사된 조명을 SLM(824)(존재하는 경우)으로 향하게 하기 위해서, 그리고 출구 조리개 및 도파관 입구로 향하는 시준된 이미지를 생성하게끔 SLM(824)으로부터의 조명을 시준하기 위해서, 복수의 조명 소스(808)로부터의 조명을 미러(814 및 존재하는 경우 820) 쪽으로 지향시키도록 전개된다.

본 발명은 굴절 광학 구성요소와 자유 공간 광학계를 사용하여 구현될 수 있지만, 많은 경우에, 조명 광학계와 출구 조리개 사이의, 가장 바람직하게는 조명 조리개에서 출구 조리개 사이의 광학 경로에 에어 갭이 없는 구현을 사용하는 것이 바람직한 것으로 고려된다. 전부는 아니지만 적어도 일부의 광 파워를 가진 요소는 바람직하게는 반사 렌즈로서 구현된다. 본원에 설명된 디바이스의 광학 경로는 일반적으로, 일부 내부 공기 공간을 본질적으로 포함하는 레이저 광 소스 및 스캐닝 미러 구성 요소와 같은 특정 구성 요소를 포함한다. 그러나 여기에서도, 구성 요소는 바람직하게는, "구성 요소 간 공극" 없이 광학 시스템의 나머지 부분과 통합될 수 있는, 즉 캡슐화된 구성 요소 내에는 내부 공간 이외의 에어 갭이 없는 캡슐화된 구성 요소이다. 구성 요소 간 공극이 없는 아키텍처의 사용은, 시간이 지남에 따라 환경 변화나 시스템으로의 먼지 침투로 인한 최소 성능 저하를 보장하는 것을 돕는다.

본원에서 설명된 바와 같은 본 발명의 다양한 구현예는 복수의 픽셀 요소를 순간적으로 조명하는 동안 각각이 SLM을 가로질러 스캔하는 복수의 독립적으로 제어 가능한(즉, 강도 변조된) 조명 소스를 사용한다. 다시 말해, 각각의 조명 소스로부터의 조명은 공간 광 변조기의 복수의 픽셀 요소를 조명하는 조명 패치를 생성하고, 각각의 패치의 조명의 강도는 스캐닝 배열체가 SLM을 가로질러 조명 패턴을 이동함에 따라 변경된다. 2차원 픽셀 어레이의 상이한 영역의 결과적인 순차적 조명은 다양한 방식으로 조명 파워의 절약을 허용한다. 첫째, 이미지 콘텐츠가 필요하지 않은 영역에서, 조명 소스는 작동될 필요가 없고, 이로써 상당한 전력을 절약한다. 이러한 적용의 실시예는, 실제 세계의 방해받지 않는 리뷰를 허용하도록 디스플레이 영역의 많은 부분이 비활성 상태로 남아 있고, 증강 현실 콘텐츠를 제공하도록 디스플레이의 선택된 영역만 활성화되는 증강 현실 응용분야이다.

다른 상황에서, 디스플레이 영역이 활성화된 경우에도, 로컬 최대 요구 디스플레이 강도에 따라 디스플레이 전력을 절약하는 것이 여전히 가능할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 특정 구현예의 추가 양태에 따르면, 디스플레이 컨트롤러는 다음과 같이 구성된다: (a) 2차원 어레이의 각각의 영역에 대응되는 디지털 이미지의 일 부분에서 디지털 이미지의 픽셀의 최대 요구 강도를 결정하도록; (b) 영역 내에서 대응하는 최대 요구 강도를 생성하기에 충분한 영역 중 적어도 하나에 대한 감소된 조명 레벨을 결정하도록; (c) 감소된 조명 레벨에 기반하여 요구되는 투사된 이미지 강도를 생성하기 위해 적어도 하나의 영역 내의 픽셀에 대한 수정된 픽셀 강도 맵을 생성하도록; 그리고 (d) 적어도 하나의 영역 내의 픽셀 요소가 수정된 픽셀 강도 맵에 따라 작동되는 동안 감소된 조명 레벨로 적어도 하나의 영역을 조명하게끔 조명 디바이스를 작동시키도록.

이러한 특징은 1차원 스캐닝 패턴을 참조하여 여기에서 예시되지만, 더 복잡한 조명 스캐닝 패턴에 대해서도 동일하게 구현될 수 있다. 도 12는 시야(908)에 걸쳐 디스플레이하기 위한 입력 이미지에 대응되는 단순 패턴(900)(예시 목적을 위해)을 예시한다. 입력 이미지는 시야(908)에 걸쳐 가변적인 이미지 강도를 갖는다. 여기서 더 어두운 이미지는 더 높은 강도를 나타낸다. 이러한 이미지는 단일 색상용이고, 이러한 세 개의 이미지는 모든 색상을 위한 모든 프레임을 생성한다. 파선은 그림의 서로 다른 표현 사이의 특징에 대한 용이한 참조를 위한 것이다. 삽입적으로, 본원에서 "시야"에 대해 참조할 때마다, 이것은 프로젝터 출사 동공에서 시준된 이미지의 픽셀에 의해 스팬되는 각도의 스팬(시야각)과 이미지 평면(예를 들어, LCOS 표면)에서의 공간 시야를 상호교환적으로 지칭한다.

LCOS가 일정한 최대 강도의 빔으로 스캔되는 경우, 패턴(900)으로 예시된 이 이미지가 그대로 로드되고, 최대 강도 빔으로 스캔하는 것은 원하는 출력 이미지를 생성할 것이다. 대안으로서, 본 발명의 일 양태에 따르면, 그래프(902)는 그림(900)의 각각의 열에 대한 "최대 요구 강도"를 예시한다. 다음으로, 이 패턴은, 조명 패턴(여기서는 기본 스캐닝 방향에 수직인 차원을 스팬닝하는 라인으로 가정)이 LCOS를 가로질러 스캔할 때 레이저 강도의 대응되는 프로파일을 설정하기 위해서 사용된다. 조명 강도가 감소된 영역에서는, LCOS(824)로부터 더 적은 감쇠가 요구된다. 이미지(904)는 LCOS 전체에 걸친 결과적인 조명 강도를 도시한다. 스캔 시작 시(어레이의 영역(905a)을 커버함) 레이저 조명이 없다. 영역(905b)의 경우 "감소된 조명 레벨"에 대응되는 중간 강도가 사용된다. 영역(905c)는 최대 강도로 조명되고, 최종 섹션(영역(905d))에서는 조명이 필요하지 않다.

이미지(906)는 906의 수정된 픽셀 강도와 904로부터의 주어진 열(또는 더 일반적으로, 조명 영역)에 대한 조명 레벨의 프로덕트가 원하는 출력 이미지 강도(900)를 생성하도록 수정된 픽셀 강도 맵에 대응된다. 따라서, 필요한 이미지(900)를 조명 이미지(904)로 나눔으로써 이미지(906)(LCOS에 로드된 실제 이미지)가 생성된다.

실제로, 각각의 조명 영역은 일반적으로, 스캔 방향으로 동시에 다수의 열을 커버하고, 결과적으로, 각각의 열에 대한 전체 조명 강도는 조명 라인이 통과할 때 조명의 적분일 것이므로, 조명 출력이 계단 함수에 의해 구동되더라도, 조명 이미지(904)는 일반적으로 점진적인 전환으로 평활하게 될 것이다. 조명 레벨(904)에 의해서 나누어진 원하는 출력 이미지(900)로서 로드된 이미지(906)의 계산은 유효하게 남아 있다. 각각의 경우에, 컨트롤러(830)는 디지털 이미지의 재생을 생성하기 위해 미러(814)의 틸트 모션과 동기적으로 조명 소스(808) 각각의 강도의 변조와 협력하여 공간 광 변조기(824)를 구동한다.

소스의 벡터

본 발명의 특정 구현예에서, 복수의 조명 소스(808)은 시야의 기본 스캐닝 방향 차원에 수직인 시야의 차원의 적어도 일부에서, 그리고 일부 경우에는 전체에서 스팬되는 실질적으로 연속적인 조명 패턴을 생성하는 개별적으로 제어되는 조명 소스의 적어도 하나의 그룹을 포함한다. 이것은 스캐닝 배열체에 의해 요구되는 반복 빈도 및/또는 스캐닝 동작 속도를 감소시킨다.

도 8a는, 소스(예를 들어, 51 또는 61)로부터의 광이 LCOS 활성 영역(258(56 또는 66))에 걸쳐 이미징되는 바와 같이 라인 또는 다른 직사각형 형상(260)으로서 분포되는 아키텍처를 도시한다. 이 라인 분포는 스캐닝 미러 앞에 또는 근처에 있는 광학 경로를 따라 배치된 타원형 확산기에 의해 생성될 수 있다. 이것은 또한, 레이저의 방출 출력 패싯(facet)을 LCOS에 이미징함으로써, 또는 위의 조합에 의해서 생성될 수 있다.

여기 및 다른 실시예에서, 조명 소스(808)는 가장 바람직하게는 레이저이고, 바람직하게는 고속 미러(전형적으로 MEMS 기술을 사용함)로서 구현되는 스캐닝 미러(814) 상으로 적절한 광학계에 의해 시준된다. SLM이 적절하게 조명되는 한, 비시준 조명이 또한 사용될 수 있다. 스팟 사이즈는 임의의 순간에 비교적 많은 수의 픽셀, 일반적으로 적어도 10개, 바람직하게는 적어도 100개, 일부 바람직한 경우에는 적어도 1000개의 픽셀 또는 10,000 개를 넘는 픽셀(예를 들어, 100x100픽셀 이상)을 커버하기에 충분히 커, 스캔 속도 요구 사항을 감소시키는 것이 바람직하다. 조명 스팟의 모양은, 예를 들어 소스(808)로부터의 이미터 빔의 형상, 소스 시준 광학계의 광학적 특성, 스캐닝 미러 상의 확산기의 배치 및/또는 조명 경로에 확산기의 배치에 의해 수정될 수 있다. 확산기가 사용되는 경우, 확산기는 바람직하게는 RPC Photonics(미국 뉴욕주 소재)로부터 상업적으로 이용 가능한 것과 같이 출력광의 각도 분포가 특별히 선택된 구조화된 확산기이다.

도 8a에 예시된 단일 소스와 대조적으로, 도 8b 내지 도 8d는 보다 바람직한 구현예를 예시하며, 여기서 개별적으로 제어되는 조명 소스의 적어도 하나의 그룹은 시야의 1차 스캐닝 방향 차원에 수직인 시야의 차원의 적어도 일부, 및 일부 경우에는 전체를 스팬하는 실질적으로 연속적인 조명 패턴을 생성한다. 이 경우, 스캐닝 모션은 바람직하게는, 각각의 개별 조명 소스로부터의 조명 패치가 전체 이미지 시야에 걸쳐 스캔하지 않고, 스캐닝 모션과 함께 복수의 조명 소스(임의의 주어진 색상에 대해)가 SLM(824)의 전체 활성 영역이 커버되는(각각의 색상에 대해) 점을 보장하도록 한다.

도 8b는 모든 레이저가 개별적으로 LCOS의 차원의 단지 일부이나, 함께 LCOS의 일 차원 전체를 스팬하는 스트립 또는 패치를 조명하는 레이저(600) 어레이(이 경우 소스 평면(51 또는 61)에서 일렬로 배치된 3개의 레이저)의 조명 분포를 도시한다. 이것은 SLM의 전체 활성 영역을 커버하기 위해 틸트-미러 조립체(812)에 의한 단순한 1축선 스캐닝의 사용을 허용한다. 각각의 스트립 또는 패치는 LCOS의 다수 픽셀을 동시에 조명한다. 각각의 레이저의 강도는 대응되는 스트립 또는 패치에서 요구되는 최대 이미지 강도에 따라 변조되고, LCOS 픽셀의 강도는 도 12를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 조명 강도에 따라 스케일링된 원하는 픽셀 강도를 제공하기 위해 변조된다. 따라서, 특정 위치에서 특정 레이저에 대응되는 영역 내의 최대 픽셀 강도가 최대 강도의 60%인 경우, 대응되는 레이저는 바람직하게는 60% 강도로 작동되는 반면, 60% 강도를 갖는 LCOS 픽셀은 100%(최대) 강도에서 작동되고, 40% 강도 출력을 요구하는 픽셀은 66% 강도에서 작동될 것이다. 인접 영역에 80% 강도를 요구하는 픽셀이 있는 경우, 대응되는 레이저는 바람직하게는 80% 강도에서 작동되고, 40 강도를 요구하는 이 영역의 모든 픽셀은 50% 밝기 레벨에서 작동될 것이다.

연속 스캐닝 동작이 사용되는 약간 더 복잡한 계산으로 동일한 원리가 적용될 수 있고, 전체 픽셀 강도는, 레이저 조명 패턴이 픽셀 강도 설정뿐만 아니라 주어진 픽셀을 통과하는 기간 동안의 조명 강도의 적분에 의존한다. 이전에 설명된 바와 같이, 직사각형 또는 타원형 확산기(또는 도시된 바와 같이 원형)는 각각의 레이저에 대한 조명 패턴을 생성하기 위해서, 그러나 도 8a의 것보다 각도 발산이 더 낮은 상태로, 사용될 수 있다.

기계적 제한이 레이저를 나란히 배치하는 것을 방지하는 경우, 도 8c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 엇갈린 구성이 사용될 수 있다. 상이한 색상(예를 들어, R, G 및 B)에 대해 상이한 어레이가 필요한 경우, 엇갈린 구성이 또한 가능하다. 이러한 경우, 선형 스캐닝 동작은, 각각의 조명 영역이 LCOS의 전체 활성 영역을 가로질러 스캔하는 점을 보장하도록 충분히 길어야 한다.

도 8D는 스태거드 구성이 2D 스캐닝을 위해서 사용될 수 있고, 이로써 스캐너의 제2 축선의 감소된 스캐닝 속도를 가능하게 할 수 있다는 점을 개략적으로 도시한다.

조명 소스의 이미지가 LCOS의 상당한 영역을 커버하는 경우, 스캐너는 단계적 조명 모드에서 활성화될 수 있다.

여기서 레이저는 고휘도 소스를 나타낸다. 예를 들어, 작은 발산을 갖는 밝은 LED(예를 들어, S-LED 또는 에지 발광 LED)가 또한 사용될 수 있다.

간격이 있는 스캔 소스

위에서 설명된 연속적으로 그룹화된 조명 패턴에 대한 추가 또는 대안으로서, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명의 특정 구현예는 투사될 이미지의 시야를 스팬하기 위해서 요구되는 스캐닝 모션의 각도 범위를 감소시키도록 서로 이격된 조명 소스를 사용한다. 구체적으로, 이격된 조명 소스를 사용함으로써, 틸트-미러 조립체(812)의 틸트 모션이 감소될 수 있어, 각각의 조명 소스로부터의 조명이 시야의 일 차원의 단지 부분을 가로질러 스캔하고, 복수의 조명 소스로부터의 조명이 함께 일 차원의 전체를 스캔한다.

이러한 특징부의 소개로서, 그리고 발명을 특정 이론적 근거로 제한하지 않으면서 발명의 이해를 촉진하기 위해, 프로젝터의 스캐닝 미러는 일반적으로 시스템의 에탕듀(etendue)(각도와 공간 크기의 프로덕트)를 보존해야 한다. 예를 들어, 도파관에 대한 입사 동공이 2.5 mm이고 주입되는 이미지의 각도 필드가 40도인 경우, 에탕듀는 다음과 같을 것이다:

2.5[mm] x 40[deg] = 100 [mm deg]

스캐닝 미러는 동일한 값을 갖는 사이즈와 각도 틸트의 프로덕트를 가짐으로써 이러한 파라미터를 충족해야 한다. 예를 들어, 2 mm의 애퍼처를 갖는 미러는 다음의 광학 스캔 각도를 가져야 한다:

100[mm deg] / 2[mm] = 50[deg].

그러나 많은 경우, 동일한 구성 요소에서 큰 애퍼처 및 큰 각도 스캔을 얻기가 어렵다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 이미지 필드를 분할하기 위해 이격된 소스가 사용되고, 이로써 스캐닝 미러의 에탕듀 요구사항을 감소시킨다. 이러한 구성은 이전에 설명된 이미지 생성 매트릭스(LCOS)를 조명하는 것에 대해서, 또는 이미지의 레이저 포인트 스캔에 대해서 적용 가능하며, 여기서 스캔된 레이저 포인트 조명의 변조가 유일한 이미지 생성 메커니즘이다. 도 9a는, 레이저 소스(630A, 631A, 632A)가 개별적으로 변조된 등가 레이저 소스인 반면, 표면(636)은 SLM이 없는 반사 미러(또는 렌즈)인 도 7a와 유사한 아키텍처를 도시한다. 이러한 방식으로 레이저 빔은 도파관 안으로 동공(312)을 빠져나갈 때 시준된다. 스캐너(304, 302)는 적절한 동공 이미지 위치(도 7a를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이)에 위치되고, 적절한 사이즈를 갖는다.

등가 레이저 소스는 도 9b에 도시된 바와 같이 이미지 필드(640)의 상이한 서브필드에서 포인트(630B-632B)를 (각각) 조명한다. 필드(630B, 631B 및 632B)의 포인트는 대응되는 레이저에 의해 생성되는 바와 같은 구멍(312) 내의 각도 조명 포인트(가능한 작은 사이즈, 그리고 이미지 선명도를 정의함)이다. 이러한 스팟은 곡선 화살표에 의해서 개략적으로 표시된 것처럼 필드를 가로질러 스캔된다. 3x1 레이저 조명의 배열은 이미지 필드(640)를 파선 직사각형으로 도시되는 모든 레이저와 관련된 3개의(이 실시예에서) 더 작은 서브필드로 분리한다. 결과적으로, 미러(304)(주요 고속 스캐너)의 필요한 각도 스캐닝 진폭은 50/3 = 17도의 광학 편향(측면에서 측면으로)으로 3배 감소된다. 스캔하는 동안, 모든 레이저는 특정 레이저로 스캔되는 이미지의 적절한 부분을 생성하기 위해 개별적으로 변조된다.

도 9c에서, 수평 각도 이미지 스캐닝(미러(304)에 의한)이 다시 3으로 분할되는 한편, 미러(302)에 의한 수직 스캐닝이 2로 분할되도록 3x2 배열체가 도시된다.

도 9d는 각도적으로 분리될 컬러 소스들을 도시한다. 여기서 컬러 레이저(637R, 637G, 637B)는 분리된다(예를 들어, 평면(300)에서의 공간적 위치에 의해). 스캐닝 미러는 모든 서브필드 및 색상에 대해 동시에 이미지 전체에 걸쳐 조명 앵글러(angler) 포인트들을 스캔한다.

도 9에서 다수의 분리된 레이저는 각각 전체 이미지 밝기의 서브섹션만을 제공하는 역할을 하고, 따라서 눈 안전 레벨을 초과하지 않으면서 더 높은 밝기의 디스플레이 출력을 제공할 수 있다.

직접 레이저 조명(LCOS 없음)이 있는 시스템에서, 300에서 레이저의 배치는 광학계의 필드 곡률에 따라 곡선 프로파일 상에 있을 수 있다. 특히, 모든 레이저는 유리하게는 할당된 서브필드의 평균 초점 거리에 배치될 수 있다. 이러한 방식으로 필드 곡률의 상당 부분이 보상될 수 있다.

본 발명의 이러한 양태는 직접 스캐닝 이미지 생성 메커니즘을 구현하는 데 적합하지만, 이러한 응용에 한정되지 않고, 또한 각각의 조명 소스가 평면(636)에 위치된 SLM의 픽셀의 일 그룹(복수)을 조명하는 위에서 설명된 원리에 따라 유리하게 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 전술된 이격된 조명 소스들 각각은 유리하게는 시야의 1차 스캐닝 방향 차원에 수직인 시야의 적어도 부분에 스팬되는 실질적으로 연속적인 조명 패턴을 생성하도록 협력하는 조명 소스들의 일 그룹의 일부이다.

소스 전환

이제 도 10a 내지 도 10d를 참조하면, 틸트-미러 조립체가 상이한 색상의 조명 소스들 사이에서 전환되기 위해서 사용되는 본 발명의 다른 양태가 예시된다. 구체적으로, 여기에서 복수의 조명 소스(808)는 상이한 색상의 조명 소스를 포함하고, 컨트롤러(830)는, 공간 광 변조기(824)가 조명 소스들 중 제1 소스에 의해 완전히 조명되는 적어도 제1 위치와, 공간 광 변조기가 조명 소스들 중 제2 소스에 의해 완전히 조명되는 제2 위치 사이에서 미러(814)를 배치하여, 조명 색상들 사이에서 전환되도록 스캐닝 배열 드라이버(816)를 구동한다. 컨트롤러(830)는 또한, 조명의 색상들의 각각에 대한 디지털 이미지의 대응되는 콘텐츠를 생성하기 위해 조명의 색상들 사이의 전환과 동시에 공간 광 변조기(824)를 작동시킨다. 이것은 상이한 색상의 조명 소스를 혼합하기 위해 광 파이프나 확산기를 사용할 필요성을 제거한다.

도 10a는 스캐닝 미러(506)의 제1 위치를 도시한다. 이러한 위치에서, 중앙 LED(660)는 LCOS(507) 상에 이미징된다. 도 10b는 중앙 LED(660) 상에 LCOS(680)의 풋프린트를 도시하고, 바람직하게는 LED(660)에 의한 전체 프레임 조명을 제공한다.

도 10c는 제2 위치에서 틸팅된 스캐닝 미러(506)를 도시한다. 이 상태에서, LED(670)(예를 들어, 상이한 색상을 가짐)가 활성화되고, 도 12d의 풋프린트(680)에 의해 도시된 바와 같이 LCOS(507) 상에 이미징된다. 이러한 조명 스위치는 대응되는 색 분리 이미지를 LCOS 상에 로드하는 것과 동기화된다. 서로 다른 색상의 LED와 적절한 이미지 로딩 사이의 조명 스위치의 빠른 시퀀스는 감지된 풀 컬러 이미지를 생성한다.

선택적으로, LED 구성은 또한, 3개의 RGB LED 외에 백색 LED(미도시)를 포함할 수 있다.

LED(650, 660, 670)의 일부 또는 전부는 단일 색상 미니-LED의 매트릭스로 대체될 수 있으며, 이에 의해 색상당 순차적 선택적 조명을 달성할 수 있다. 이러한 경우, 적절한 조명 패턴이 LCOS에 대해 로딩되는 것과 동기화하여 조명 매트릭스에 대해 로딩된다.

LED(650, 660, 670)의 일부 또는 전부는 레이저 조명된 확산기로 대체될 수 있고, 이에 의해 미러(506)가 얼룩을 제거하기 위해 각각의 레이저 조명 동안 약간 진동하면서 더 많은 시준된 조명(더 적은 손실)을 달성할 수 있다.

상기 설명이 단지 예로서 기능하도록 의도되는 점, 및 많은 다른 실시형태가 첨부된 청구항에 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 내에서 가능하다는 점이 이해될 것이다.

Claims (15)

1. 도광 광학 요소의 입력 조리개 안으로의 주입을 위한 출구 조리개를 통해 시준된 이미지 - 상기 시준된 이미지는 시야를 갖는 디지털 이미지의 표현임 - 를 투사하기 위한 이미지 프로젝터에 있어서,
   (a) 복수의 조명 소스를 포함하는 조명 배열체;
   (b) 미러 및 상기 미러의 틸트 모션을 구동하기 위한 드라이버를 포함하는 틸트-미러 조립체;
   (c) 상기 드라이버 및 상기 조명 배열체와 전자적으로 연결된 컨트롤러; 및
   (d) 복수의 광학 요소를 포함하는 광학 배열체를 포함하고,
   상기 복수의 광학 요소는,
   (i) 상기 복수의 조명 소스로부터 상기 미러를 향해 조명을 지향시키고;
   (ii) 상기 미러로부터 반사된 조명을 이미지 평면을 향해 지향시키고; 그리고
   (iii) 상기 출구 조리개로 지향되는 시준된 이미지를 생성하기 위해 상기 이미지 평면으로부터 조명을 시준하도록 전개되고,
   상기 컨트롤러는 상기 디지털 이미지의 내용에 따라 상기 미러의 상기 틸트 모션과 동기적으로 상기 조명 소스의 각각의 강도를 변조하며,
   상기 복수의 조명 소스는 이격되고, 상기 틸트 모션은, 상기 조명 소스 각각으로부터의 조명이 상기 시야의 일 차원의 단지 일부를 가로질러 스캔하는 한편, 상기 복수의 조명 소스로부터의 조명이 함께 상기 일 차원의 전체를 가로질러 스캔하도록 하고,
   상기 광학 배열체는 상기 미러의 평면을 상기 출구 조리개의 평면에 이미징하는, 이미지 프로젝터.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 틸트-미러 조립체는, 각각의 상기 조명 소스로부터의 조명이 2차원 스캐닝 패턴으로 상기 이미지 평면을 가로질러 스캐닝하도록 하는 2축선 스캐닝 배열체의 부분인, 이미지 프로젝터.
4. 제3항에 있어서, 상기 이격된 조명 소스는 2차원으로 이격된 조명 소스의 2차원 어레이의 부분이고, 상기 2차원 스캐닝 패턴은 상기 조명 소스 각각으로부터의 조명이 상기 시야의 각각의 차원의 단지 부분을 가로질러 스캔하는 한편, 복수의 조명으로부터의 조명이 시야의 두 차원의 전체에 걸쳐 함께 스캔하도록 하는, 이미지 프로젝터.
5. 제1항에 있어서, 상기 이격된 조명 소스의 각각은, 상기 시야의 스캐닝 방향 차원에 수직인 시야의 차원에 스팬닝되는 연속적인 조명 패턴을 생성하기 위해 협력하는 조명 소스의 일 그룹의 부분인, 이미지 프로젝터.
6. 제1항에 있어서, 상기 광학 배열체는 상기 미러로부터 반사된 조명을 상기 이미지 평면에 포커싱하도록 구성되어, 상기 조명 소스 각각이 상기 디지털 이미지의 단일 픽셀에 대응되는 상기 이미지 평면에서 순간적인 스팟을 생성하는, 이미지 프로젝터.
7. 제1항에 있어서, 상기 이미지 프로젝터는 상기 이미지 평면에 전개된 공간 광 변조기를 더 포함하되, 상기 광학 배열체는 상기 공간 광 변조기의 복수의 픽셀 요소를 조명하는 상기 조명 소스 각각으로부터의 조명 패치를 생성하도록 구성되며, 상기 공간 광 변조기는 디지털 이미지의 재생을 생성하기 위해 상기 조명 배열체와 협력하여 상기 컨트롤러에 의해 구동되는, 이미지 프로젝터.
8. 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 조명 소스 모두는 단일 색상이고, 상기 복수의 조명 소스 각각은 적색, 녹색 및 청색 색상의 조명 소스의 트리플릿(triplet)을 구성하는 상이한 색상들 중 2개의 추가 조명 소스와 연관되는, 이미지 프로젝터.
9. 도광 광학 요소의 입력 조리개 안으로의 주입을 위한 출구 조리개를 통해 시준된 이미지 - 상기 시준된 이미지는 시야를 갖는 디지털 이미지의 표현임 - 를 투사하기 위한 이미지 프로젝터에 있어서,
   (a) 복수의 조명 소스를 포함하는 조명 배열체;
   (b) 미러 및 상기 미러의 틸트 모션을 구동하기 위한 드라이버를 포함하는 틸트-미러 조립체;
   (c) 개별적으로 제어되는 픽셀 요소를 갖는 공간 광 변조기;
   (d) 상기 공간 광 변조기, 상기 드라이버 및 상기 조명 배열체와 전자적으로 연결된 컨트롤러; 및
   (e) 복수의 광학 요소를 포함하는 광학 배열체 - 상기 복수의 광학 요소는,
   (i) 상기 복수의 조명 소스로부터 상기 미러를 향해 조명을 지향시키도록;
   (ii) 각각의 상기 조명 소스로부터의 조명이 상기 공간 광 변조기의 복수의 상기 픽셀 요소를 조명하는 조명의 패치를 생성하게끔 상기 미러로부터 반사된 조명을 상기 공간 광 변조기로 지향시키도록; 그리고
   (iii) 상기 출구 조리개로 지향되는 시준된 이미지를 생성하기 위해 상기 공간 광 변조기로부터 조명을 시준하도록 전개됨 -;를 포함하되,
   상기 컨트롤러는 상기 디지털 이미지의 재생을 생성하기 위해 상기 미러의 상기 틸트 모션과 동기적으로 상기 조명 소스 각각의 강도의 변조와 협력하여 상기 공간 광 변조기를 구동하며,
   상기 복수의 조명 소스는, 상기 시야의 1차 스캐닝 방향 차원에 수직인 시야의 차원의 적어도 부분에 스팬닝되는 연속적인 조명 패턴을 생성하는 개별적으로 제어되는 조명 소스의 적어도 하나의 그룹을 포함하는, 이미지 프로젝터.
10. 제9항에 있어서, 상기 개별적으로 제어되는 조명 소스의 그룹은 상기 시야의 1차 스캐닝 방향 차원에 수직인 시야의 차원이 전체에 스팬닝되는 연속적인 조명 패턴을 생성하는, 이미지 프로젝터.
11. 도광 광학 요소의 입력 조리개 안으로의 주입을 위한 출구 조리개를 통해 시준된 이미지 - 상기 시준된 이미지는 시야를 갖는 디지털 이미지의 표현임 - 를 투사하기 위한 이미지 프로젝터에 있어서,
    (a) 상이한 색상의 복수의 조명 소스를 포함하는 조명 배열체;
    (b) 미러 및 복수의 위치들 사이에서 상기 미러의 틸트 모션을 구동하기 위한 드라이버를 포함하는 틸트-미러 조립체;
    (c) 개별적으로 제어되는 픽셀 요소를 갖는 공간 광 변조기;
    (d) 상기 공간 광 변조기 및 상기 드라이버와 전자적으로 연결된 컨트롤러; 및
    (e) 복수의 광학 요소를 포함하는 광학 배열체 - 상기 광학 배열체는,
    (i) 상기 복수의 조명 소스로부터 상기 미러를 향해 조명을 지향시키도록;
    (ii) 상기 조명 소스들 중 하나로부터의 조명이 상기 공간 광 변조기를 조명하게끔 상기 미러로부터 반사된 조명을 상기 공간 광 변조기를 향해 지향시키도록; 그리고
    (iii) 상기 출구 조리개로 지향되는 시준된 이미지를 생성하기 위해 상기 공간 광 변조기로부터 조명을 시준하도록 구성됨 -;를 포함하되,
    상기 컨트롤러는, 상기 공간 광 변조기가 상기 조명 소스들 중 제1 조명 소스에 의해 완전히 조명되는 상기 위치들 중 제1 위치와, 상기 공간 광 변조기가 상기 조명 소스들 중 제2 조명 소스에 의해 완전히 조명되는 상기 위치들 중 제2 위치 사이에서 상기 미러를 배치하여, 이로써 조명의 색상들 사이에서 스위칭되도록 상기 드라이버를 구동하며, 상기 컨트롤러는 상기 조명의 색상들 각각에 대한 상기 디지털 이미지의 대응되는 콘텐츠를 생성하기 위해 조명의 색상들 사이의 스위칭과 동기적으로 상기 공간 광 변조기를 작동시키는, 이미지 프로젝터.
12. 제11항에 있어서, 상기 미러의 각각의 위치에서, 상기 광학 배열체는 상기 조명 소스들 중 하나의 이미지를 상기 공간 광 변조기 상에 포커싱하도록 구성되는, 이미지 프로젝터.
13. 도광 광학 요소의 입구 조리개 상에 출구 조리개를 통해 시준된 이미지 - 상기 시준된 이미지는 시야를 갖는 디지털 이미지의 표현임 - 를 투사하기 위한 이미지 프로젝터에 있어서,
    (a) 적어도 하나의 조명 소스를 포함하는 조명 배열체;
    (b) 제1 미러 및 제1 틸트 축선을 중심으로 한 상기 제1 미러의 틸트 모션을 구동하기 위한 제1 드라이버를 포함하는 제1 틸트-미러 조립체;
    (c) 제2 미러 및 제2 틸트 축선을 중심으로 한 상기 제2 미러의 틸트 모션을 구동하기 위한 제2 드라이버를 포함하는 제2 틸트-미러 조립체;
    (d) 상기 제1 및 제2 드라이버와 그리고 상기 조명 배열체와 전자적으로 연결된 컨트롤러; 및
    (e) 복수의 광학 요소를 포함하는 광학 배열체 - 상기 복수의 광학 요소는,
    (i) 상기 적어도 하나의 조명 소스로부터 상기 제1 미러를 향해 조명을 지향시키도록;
    (ii) 상기 미러로부터 반사된 조명을 상기 제2 미러를 향해 지향시키도록; 그리고
    (iii) 상기 출구 조리개로 지향되는 시준된 이미지를 생성하기 위해 상기 제2 미러로부터의 조명을 시준하도록 전개됨 -;를 포함하되,
    상기 컨트롤러는 상기 디지털 이미지의 내용에 따라 상기 제1 및 제2 미러의 상기 틸트 모션과 동기적으로 상기 적어도 하나의 조명 소스의 강도를 변조하며,
    상기 광학 배열체는, 상기 제1 미러 및 상기 제2 미러 모두가 상기 도광 광학 요소의 상기 입구 조리개의 이미지를 포함하는 평면에 위치되도록 구성된, 이미지 프로젝터.
14. 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조명 소스는 복수의 이격된 조명 소스로서 구현되며, 상기 제1 및 제2 미러 중 하나의 상기 틸트 모션은, 상기 조명 소스 각각으로부터의 조명이 상기 시야의 일 차원의 단지 부분을 가로질러 스캔하는 한편, 상기 복수의 조명 소스로부터의 조명이 함께 상기 일 차원의 전체를 가로질러 스캔하도록 하는, 이미지 프로젝터.
15. 제14항에 있어서, 상기 이격된 조명 소스는 2차원으로 이격된 조명 소스의 2차원 어레이의 부분이고, 상기 제1 및 제2 미러 각각의 상기 틸트 모션은, 상기 조명 소스 각각으로부터의 조명이 상기 시야의 각각의 차원의 단지 부분을 가로질러 스캔하는 한편, 복수의 조명으로부터의 조명이 상기 시야의 두 차원의 전체에 걸쳐 함께 스캔하도록 하는, 이미지 프로젝터.