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KR20120023627A - 고 동적 범위 투사 시스템 - Google Patents

고 동적 범위 투사 시스템 Download PDF

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KR20120023627A
KR20120023627A KR1020117025645A KR20117025645A KR20120023627A KR 20120023627 A KR20120023627 A KR 20120023627A KR 1020117025645 A KR1020117025645 A KR 1020117025645A KR 20117025645 A KR20117025645 A KR 20117025645A KR 20120023627 A KR20120023627 A KR 20120023627A
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South Korea
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color
subset
modulator
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마이클 제이.에스. 강
게르빈 담베르크
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돌비 레버러토리즈 라이쎈싱 코오포레이션
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Abstract

실시예들은 일반적으로 컴퓨터-기반 이미지 프로세싱에 관한 것으로, 특히 무엇보다도, 각각의 제 1 및 제 2 발광원들과 연관되는 각각의 제 1 및 제 2 시간 필드들 동안 광 경로를 따라 광 패턴들의 서브세트들을 제공함으로써, 상대적으로 높은 동적 범위 출력으로 투사 시스템의 동작을 용이하게 하는 시스템들, 컴퓨터-판독가능한 매체, 방법들, 집적 회로들, 및 장치들에 관한 것이다. 투사 시스템은 광 패턴들의 서브세트들을 컬러 요소들의 어레이들과 결합하거나 그렇지 않으면 상기 서브세트들을 이용하여 적어도 가시 스펙트럼 내의 컬러를 갖는 투사가능한 이미지들을 생성함으로써 컬러를 투사가능한 이미지들에 대하여 동기화할 수 있다.

Description

고 동적 범위 투사 시스템{HIGH DYNAMIC RANGE PROJECTION SYSTEM}
관련 출원들과의 상호 참조
본 출원은 2009년 4월 30일에 제출되고, 전체가 본원에 참조로서 통합되는, 미국 특허 예비출원 제 61/174,315의 우선권을 주장한다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 이미지들을 디스플레잉(displaying)하는 것에 관한 것으로, 특히, 투사되는 이미지에서의 동적 범위를 개선하는 디지털 투사 시스템들을 동작시키는 장치들, 집적 회로들, 컴퓨터 판독가능한 매체 및 방법들에 관한 것이다.
투사 디바이스(projection device)들은 하나의 광학 구조들의 세트를 이용하여, 광을 광원으로부터 이미지 변조기(image modulator) 상으로 유도하고, 그 결과로서 이미지 변조기가 각각의 픽셀(pixel)에 대한 입사 광의 세기를 조절한다. 일단 변조되면, 광은 다른 이미징 광학 구조들의 세트로부터 스크린과 같은 표면 상으로 투사된다. 그와 같은 투사 디바이스들의 하나의 결점은 상기 투사 디바이스들이 전형적으로 예를 들면, 아날로그 필름의 동적 범위에 비해 출력 휘도의 동적 범위가 상대적으로 낮게 이미지들을 투사한다는 점이다. 종래의 투사 디바이스들의 다른 결점들은 컬러들을 동기화하는 기술들 및 구조들에 관한 것이다. 예를 들면, 일부 전형적인 투사 디바이스들은 세 변조기들을 이용하여 개별 이미지들을 세 개의 원색들로 각각 동시에 결합한다. 다른 예로서, 일부 종래의 투사 디바이스들은 예를 들면, 단일 변조기를 이용하여 세 시간 필드(temporal field)들을 구현한다.
더욱이, 일부 종래의 투사 디바이스들은 각각 개별적으로 어드레스(address) 가능한 서브 픽셀들을 갖는 전 컬러 픽셀(full color pixel)들을 이용해서 컬러 출력 이미지들을 결정하여 컬러 공간(예를 들얼 RGB 컬러 공간)에 임의의 컬러를 생성한다. 예를 들면, 세 서브 픽셀들은 통상적으로 레드, 그린 및 블루에 대응하는 세 서브 픽셀들과 같이, 전 컬러 픽셀들을 형성하는데 이용된다. 컬러 이미지들을 형성하기 위한 세 개의 개별적으로 어드레스가능한 서브 픽셀들의 구현예는 전형적으로 세 서브 픽셀 요소들의 각각을 제어하는 구성요소들 및 드라이브 장치(dirve electronics)와 같은 추가 리소스(resource)들 및 제조 비용들이 필요하다.
추가적으로, 일부 종래의 서브 픽셀 구성들에는 다른 결점들이 있다. 하나의 예로, 블루 이미지들을 디스플레잉하는 것은 컬러 제어를 위해 블루 서브 픽셀을 이용할 것이지만, 반면에 레드 및 그린 서브 픽셀들은 "오프(off)" 상태, 즉 유휴(idle) 상태일 것이다. 그러므로, 레드 및 그린 서브 픽셀들의 각각으로부터의 휘도는 일반적으로 출력 이미지의 밝기에 기여하지 않는다.
상술한 관점에서, 출력 이미지들에 대한 개선된 효율의 고 동적 범위를 갖는 투사 디바이스들을 동작하기 위한 시스템들, 장치들, 집적 회로들, 컴퓨터 판독가능한 매체, 및 방법들을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
실시예들은 일반적으로 컴퓨터-기반 이미지 프로세싱에 관한 것으로, 특히 예를 들면, 각각의 제 1 및 제 2 발광원(illuminant)들과 연관되는 각각의 제 1 및 제 2 시간 필드들 동안 광 경로(optical path)를 따라 광 패턴들의 서브세트들을 제공함으로써, 상대적으로 높은 동적 범위 출력으로 투사 시스템의 동작을 용이하게 하는 시스템들, 컴퓨터-판독가능한 매체, 방법들, 집적 회로들, 및 장치들에 관한 것이다. 투사 시스템은 광 패턴들의 서브세트들을 컬러 요소들의 어레이들과 결합하거나 그렇지 않으면 상기 서브세트들을 이용하여 적어도 가시 스펙트럼 내의 컬러를 갖는 투사가능한 이미지들을 생성함으로써 컬러를 투사가능한 이미지들에 대하여 동기화할 수 있다. 각각의 컬러 요소는 광 패턴들의 컬러를 수정(예를 들면, 필터링에 의해)하여 투사가능한 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 적어도 일부의 실시예들에서, 투사 시스템은 광 패턴들의 서브세트들로부터의 결합들을 시간 및 공간적으로 필터링함으로써 컬러를 투사가능한 이미지에 대하여 동기화할 수 있다. 일부 실시예들에서, 투사가능한 이미지는 향상된 밝기 레벨들의 범위에 대응하는 향상된 명암비(contrast ratio)로 생성될 수 있다. 추가적으로, 제 1 및 제 2 발광원들은 원색 컬러들을 포함하는, 가시 광 스펙트럼을 갖는 투사가능한 이미지를 생성하는데 이용될 수 있다.
본 발명 및 이의 다양한 실시예들은 첨부 도면들과 함께 취해지는 다음의 상세한 설명에 관련하뎌 더욱 완전히 이해된다.
도 1은 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따라, 고 동적 범위 투사 시스템을 동작시키는 예를 도시한 도면.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따라, 두 후방 변조기들 및 하나의 전방 변조기를 구비하는 고 동적 범위 투사 시스템을 동작시키는 예들을 나타내는 기능 블록도들.
도 3은 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따라, 고 동적 범위 투사 시스템을 동작시키도록 구성되는 제어기를 도시하는 개략도.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따라, 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기의 예들의 기능 블록도들.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따라, 고 동적 범위 투사 시스템의 일부 예들을 도시하는 도면들.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따라, 고 동적 범위 투사 시스템의 다른 예들을 도시하는 도면들.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따라, 고 동적 범위 투사 시스템의 또 다른 예들을 도시하는 도면들.
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따라, 고 동적 범위 투사 시스템의 더 추가적인 예들을 도시하는 도면들.
도 9는 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따라, 고 동적 범위 투사 시스템을 동작시키는 예를 나타내는 다른 기능 블록도.
도 10a 내지 도 10c는 적어도 일부의 실시예들에 따라, 하이브리드 컬러 합성의 예들을 구비하는 두 개의 후방 변조기들 및 하나의 전방 변조기의 분해 시시도들.
도 11은 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따라, 하이브리드 컬러 합성의 예의 도표.
도 12는 다양한 실시예들에 따라, 예를 통한 예시적인 하이브리드 컬러 합성 결합들의 표를 도시하는 도면.
도 13은 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따라, 스펙트럼 분포들의 예를 도시하는 도면.
동일한 참조 번호들은 도면들의 여러 뷰(view)들 전체에 걸쳐 대응하는 부분들을 칭한다. 참조 번호들의 대부분은 일반적으로 상기 참조 번호를 처음 도입하는 도면들을 식별하는 하나 이상의 최좌측 숫자를 포함한다.
도 1은 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따라, 고 동적 범위 투사 시스템을 동작시키는 예를 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 발광원 동기장치(130) 및 하이브리드 합성 제어기(140)를 구비하는 투사 엔진(120)을 포함하고, 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기 이 양쪽 모두는 구성요소들(150, 160, 170 및 171)의 동작을 제어하도록 구성된다. 투사 엔진(120)은 구성요소들(150, 160, 및 170)을 입력 이미지들(110)의 함수로 제어하여 투사가능한 이미지들(180)을 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 구성요소들(150 및 160)은 입력 이미지들(110)의 저 해상도 버전(예를 들면, 입력 이미지(104)을 표현하는 광 패턴들(152, 162, 163)을 광 경로들(154 및 164)을 따라 송신하고, 광 패턴들(169)을 구성요소(170)의 표면에 중첩시킨다. 구성요소(170)는 중첩된 광 패턴들(169)을 이용하여 콜아웃(callout)(102)에서 도시되는 입력 이미지(104)의 고 해상도 서브-이미지(172)를 생성하도록 구성될 수 있다. 구성요소(171)는 중첩된 광 패턴들(169)로 고 해상도 서브-이미지(172)를 변조하는 것과 연관되는 경로(173) 상의 광을 수정하여 원색 컬러들을 포함하는 가시 광 스펙트럼(예를 들면, 가시광의 파장들 모두 또는 대부분)을 가지며 휘도의 향상된 동적 범위를 갖는 투사가능한 이미지(180)를 생성하도록 구성될 수 있다. 예로서, 투사가능한 이미지(184)는 입력 이미지(104)의 고 동적 범위 투사가능한 이미지이다. 일부 실시예들에서, 구성요소들(150 및 160)은 후방 변조기들을 구성하고 구성요소들(179 및 171)은 전방 변조기를 구성한다.
일부 실시예들에서, 투사 엔진(120)은 둘과 같은 다수의 발광원들을 수용하고, 이 발광원 각각은 상이한 스펙트럼 파워 분포(spectrum power distribution)에 대응하고, 파장들의 범위와 연관된다. 다른 예들에서, 조명 엔진(112)은 투사 엔진(120)에 의해서 수용되는 광 스펙트럼을 생성하도록 구성된다. 차례대로, 투사 엔진(120)은 두 발광원들과 같이, 시간 필드에 대응하는 시간 기간(예를 들면, 시간 간격) 동안 각각 생성되는 다수의 발광원들을 생성하도록 구성된다. 그와 같은 예들에서, 발광원 동기장치(130)는 두 개의 각각의 시간 필드들에 걸쳐 두 발광원들이 생성되는 것 사이에서 전환된다. 도시된 예에서, 제 1 시간 필드는 "t1"으로 지정되고, 제 2 시간 필드는 "t2"로 지정된다. 각각의 발광원(도시되지 않음)은 특정한 스펙트럼 파워 분포에 대응할 수 있고, 이 분포의 결합은 원색 컬러들을 포함하는, 가시 광 스펙트럼을 갖는 투사가능한 이미지들(180)을 생성하기 위하여, 투사 엔진(120)에 의해 이용된다. 제 1 시간 필드(예를 들면, 시간 간격)(t1) 동안, 구성요소들(150 및 160)은 예를 들면, 사이언 컬러(cyan color)의 광으로 구성될 수 있는 제 1 발광원에 따라 입력 이미지(104)의 저 해상도 버전들을 각각 표현하는 광 패턴(152) 및 광 패턴(162)을 포함하는 광 패턴들의 제 1 서브세트를 생성한다. 제 2 시간 필드(예를 들면, 시간 간격)(t2) 동안, 구성요소들(150 및 160)은 예를 들면, 옐로우 컬러의 광으로 구성될 수 있는 제 2 발광원에 따라 입력 이미지(104)의 저 해상도 버전들을 각각 표현하는 광 패턴(152) 및 광 패턴(163)을 포함하는 광 패턴들의 제 2 서브세트를 생성한다. 용어 "서브-이미지(sub-image)"는 입력 이미지의 일부 또는 일부분 또는 이의 재생을 포함할 수 있고, 상기 재생은 다른 서브-이미지들와의 결합 시에(예를 들면, 공간 아니면 시간, 또는 이 양쪽 모두), 출력 이미지(184)와 같은 이미지를 구성할 수 있음을 주목하라. 서브-이미지는 구성요소들(150 및 160)과 연관되는 저 해상도를 가지거나, 아니면 예를 들면, 구성요소(170)와 연관되는 고 해상도를 가질 수 있다. 더욱이, 저 해상도 서브-이미지는 "광 패턴들" 및/또는 "광 필드들"로 형성될 수 있고, "광 패턴" 및/또는 "광 필드들"로 상호 교환하여 칭해질 수 있다.
하이브리드 합성 제어기(140)는 광 패턴들의 제 1 및 제 2 서브세트들의 생성을 조정하도록 구성요소들(150 및 160)을 제어하고, 구성요소(170)의 변조 요소들을 제어하도록 구성될 수 있다. 동작 시에, 하이브리드 합성 제어기(140)는 구성요소들(150 및 160)을 제어하여 저 해상도 백라이트 발광원(들)(즉, 하나 이상의 광학적으로 블러링된(blurred) 광 필드들)을 생성하고, 상기 저 해상도 백라이트 발광원(들)은 고 해상도 서브-이미지(172)를 생성하는 변조 요소들을 포함하는 구성요소(170)를 조명한다. 하이브리드 합성 제어기(140)는 구성요소(170)에서 생성되는 투과 값들을 결정함으로써, 투과 값들은 광 블러(blur)를 보상하고, 따라서 상기 광 블러를 정정한다. 구성요소(170)를 제어하기 위한 이미지 투과 값들 및 백라이트 조명의 광 배율로 출력 이미지(184)가 생성된다. 일부 실시예들에서, 구성요소(170)는 각각 변조 요소에 입사하는 광(예를 들면, 백라이트)의 세기를 변조하도록 구성되는 변조 요소들을 포함하고, 상기 변조 요소들은 순서에 따라, 변조된 광을 구성요소(171) 내의 대응하는 컬러 요소에 전송하여 변조된 광의 컬러를 수정한다. 예를 들면, 변조 요소(177a)는 컬러 요소(177b)에 대응한다. 본원에서 이용되느 바와 같이, 용어 "서브-픽셀"은 적어도 일부 실시예들에서, 컬러 요소에 대응할 수 있는 개별적으로 어드레스가능한 변조 요소를 칭할 수 있다. 일부 실시예들에서, 서브-픽셀은 연관된 세기가 변조될 수 있는 이미지 내의 정보의 가장 작은 단위를 칭할 수 있다. 적어도 일부의 실시예들에서, 변조 요소들의 그룹(예를 들면, 서브-픽셀들의 그룹)은 컬러 요소들의 그룹에 상응하고, 이 그룹의 컬러 요소들이 결합되는 기능으로 인해 전 컬러를 제공할 수 있는 픽셀(예를 들면, 원색 컬러들에 기초하는 컬러를 생성하기 위해서, X 및 Y 평면에서 서브-픽셀들에 의해 생성되는 컬러들 및 Z 방향으로의 광의 공간 결합을 제공하는 픽셀)이 제공된다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 용어 "픽셀"은 적어도 일부 실시예들에서, 이미지의 일부분을 칭할 수 있고 각각 이미지의 일부분의 부분을 구성하는 서브-픽셀들의 그룹을 포함할 수 있다. 예를 들면, 픽셀(190)은 서브-픽셀들(192 및 194)을 포함하고, 여기서 서브-픽셀들(192)은 그린("G") 컬러 요소들(또는 컬러 필터들)을 포함하도록 구성되고 서브-픽셀들(194)은 마젠타(magenta)("M") 컬러 요소들을 포함하도록 구성된다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 용어 "변조 요소"는 적어도 일부 실시예들에서, 개별적으로 어드레스가능한 서브-픽셀 또는 개별적으로 어드레스가능한 픽셀 중 어느 하나에 대응할 수 있고, 일부의 경우들에서, 용어 "서브-픽셀"은 용어 "픽셀"과 상호 교환하여 이용될 수 있다. 예를 들면, 용어 "픽셀"이 연관된 세기가 변조될 수 있는 가장 작은 정보의 단위를 기술하는데(서브-픽셀 대신) 이용될 수 있는 경우들이 존재한다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 용어 "픽셀 모자이크(pixel mosaic)"는 적어도 일부 실시예들에서, 변조 요소들의 그룹에 대응하는 컬러 필터들의 그룹을 칭할 수 있다. 예를 들면, 컬러 필터들의 픽셀 모자이크는 픽셀을 구성하는 서브-픽셀들에 대응할 수 있다. 일부 실시예들에서, 구성요소들(171 및 170)의 위치들은 서로 바뀔 수 있으므로 구성요소(171) 내의 컬러 요소들이 백라이트를 수용하고 구성 요소(170) 내의 변조 요소들에 광을 송신하고, 그 결과로서 구성 요소(170)는 출력 이미지(184)를 생성하게 된다.
구성요소들(150 및 160)은 구성요소(170)를 조명하고, 광 패턴들이 구성요소(170) 상으로 중첩되도록 동작할 수 있다. 설명을 위해, 제 1 시간 필드(t1) 동안, 광 패턴들(152 및 162)이 구성요소(170)에서 결합하여 제 1 중첩 서브-이미지(광 패턴의)(169)를 형성하고 반면에 제 2 시간 필드(t2) 동안 광 패턴들(152 및 163)이 구성요소(170)에서 결합하여 제 2 중첩 서브-이미지(도시되지 않음)를 형성하는 것을 고려하자. 다양한 실시예들에서, 구성요소(170)의 표면을 조명하는 제 1 및 제 2 중첩 서브-이미지들(예를 들면, 시간적으로 합성되는 이미지들의 세트)은 시간 필드들(t1 및 t2)을 구성하는 프레임 동안 시간적으로 결합한다(예를 들면, 컬러를 합성한다). 하이브리드 합성 제어기(140)는 구성요소(170 및 171)에서 광 패턴들의 시간적으로 생성되는 서브세트들의 입력 이미지의 고 해상도 양태들과의 공간적인 컬러 합성들을 조정하도록 추가로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 입력 이미지(104)의 고 해상도 서브-이미지(172)는 구성요소(170)에서 생성되고, 고 해상도 서브-이미지(172)는 구성요소(171) 상의 표면으로 송신되는 경로(173) 상에 광 필드를 형성하여 조명되는 서브-이미지(174)를 생성하기 위해서, 제 1 시간 필드 동안 중첩 서브-이미지(169)와 같이, 시간적으로 합성되는 이미지들(예를 들면, 저 해상도 서브-이미지들))의 세트를 공간적으로 결합함으로써 도출된다. 제 2 시간 필드 동안, 고 해상도 서브-이미지(172)는, 경로(173) 상에 다른 광 필드를 형성하고 그 결과로서 다른 광 필드가 구성요소(171) 상의 표면으로 송신되도록, 중첩 서브-이미지들(152 및 163)과 같은 시간적으로 합성되는 이미지들(예를 들면, 저 해상도 서브-이미지들과 같은)의 세트를 공간적으로 결합함으로써 도출된다. 최소한 일부 실시예들에서, 구성요소(171)는 투사가능한 이미지를 형성하기 위해 입력 이미지로부터 도출되는 추가 세부사항들을 제공하는 컬러 요소들의 어레이(array)이고, 고 해상도 서브-이미지(172)는 다수의 픽셀들(또는 서브-픽셀들과 같은 다른 분할의 단위)을 제어함으로써 형성되고, 픽셀(190)은 하나 이상의 컬러 요소들(192 및 194)에 대응한다. 일부 실시예들에 따르면, 픽셀(190)은 컬러 요소들로 하여금 컬러에 대한 경로(173) 상의 광 필드를 공간적으로 수정하도록 하여 제 1 및 제 2 시간 필드들에 걸쳐 제 1 컬러들을 포함하는 가시 광 스텍트럼을 가지며 동적 범위 명암비가 높은 투사가능한 이미지들(180)를 생성하도록 구성된다. 일부 예들에서, 컬러 요소들의 어레이는 하나 이상의 시간 간격들 동안 가시 광 스펙트럼 내의 하나 이상의 범위들의 파장들을 수정하도록 구성된다.
상술한 바를 고려하면, 구성요소들(150 및 160)은 시스템(100)위 후방 변조기들을 구성한다. 두 후방 변조기들은 광 패턴들의 제 1 및 제 2 서브세트들을 저 해상도(즉, 감소된 공간 해상도)로 및 저 제 1 명암비로 생성한다. 그 다음, 모노크롬 변조기(monochrome modulator)들을 포함하는, 저 공간 해상도 및 저 명암비들(즉 감소된 명암비들)의 후방 변조기들이 일부 실시예들에 따라 이용됨으로써 투사 시스템의 제조 비용의 절감을 달성할 수 있다. 적어도 일부 예들에서, 더 낮은 해상도 변조기들은 더 높은 해상도 변조기들보다 상대적으로 덜 비싸다. 도시된 예에서, 구성요소(170)는 시스템(100)의 구성체로서 전방 변조기에 대응한다. 전방 변조기는 서브-이미지들의 제 1 및 제 2 서브세트들에 포함되지 않았을 수 있었던 입력 이미지(예를 들면, 변조 요소들을 변조하기 위한 정보)로부터 도출되는 정보에 기초하여 프레임 동안 더 높은 해상도 서브-이미지(즉, 후방 변조기들의 공간 해상도보다 더 높은 공간 해상도)를 생성한다. 전압 변조기는 휘도를 가지는 고 해상도 서브-이미지를, 광 패턴들의 제 1 및 제 2 서브세트들과 연관되는 명암비보다 상대적으로 더 높은 명암비로 생성할 수 있다. 적어도 일부의 실시예들에서, (1.) 후방 변조기들로부터의 광 패턴들의 제 1 및 제 2 서브세트들 및 (2.) 전방 변조기에 의해 생성되는 고 해상도 서브-이미지에 기초하는 공간 시간 컬러 합성은 투사가능한 이미지(180)의 효과적인 동적 범위를 산출한다. 이미지(180)는 광 패턴들의 제 1 및 제 2 서브세트들과 연관되는 명암비 및 고 해상도 서브-이미지와 연관되는 명암비의 배율 결합이며, 이로 인해 투사가능한 이미지는 개별 명암비들의 각각을 초과하는 동적 범위를 갖는다. 일부 실시예들에 따르면 전방 변조기가 후방 변조기들보다 더 높은 명암을 생성할지라도, 이는 반드시 그러할 필요는 없다. 다른 실시예들에서, 전방 변조기는 후방 변조기와 동일하거나 후방 변조기보다 낮은 명암을 발생시킨다. 다양한 실시예들에서, 하나 이상의 후방 변조기들 중 임의의 후방 변조기는 하나 이상의 전방 변조기들 중 임의의 전방 변조기보다 더 낮거나 등가의 해상도들을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 시스템(100)은 두 발광원들에 대하여 동작한다. 다른 예들에서, 시스템(100)은 두 발광원들을 생성하여 구성요소들(150 및 160)로 표시되는 후방 변조기들을 조명한다. 따라서, 세 개의 원색 컬러들은 예를 들면, 적어도 원색 컬러들을 포함하는 가시 광 스펙트럼을 갖는 투사가능한 이미지를 생성하기 위해, 필터에 의해 개별적으로 생성될 필요가 없다. 이와 같으므로, 제조 비용은 두 발광원들을 본원에 기술되는 3차원 컬러 합성 기술들과 결합하여 이용함으로써 감소할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 두 발광원들 사이에 더 작은 휘도차는 세 개의 원색 컬러들 중 가장 밝은 채널(예를 들면, 그린) 및 가장 어두운 채널(예를 들면, 블루) 사이의 휘도 차보다 더 작은 크기를 갖는다. 따라서, 두 시간 필드들 동안 두 발광원들 사이의 더 낮은 휘도차는 아티팩트(artifact)들을 완화하고, 깜박거림을 감소 또는 제거할 수 있고/있거나 컬러 분산(color breakup)을 감소시킬 수 있다. 그러므로, 투사가능한 이미지는 상대적으로 더 매끄러운 휘도 세기 분포로 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 구성요소(171)는 복수의 2 서브-픽셀 요소들을 갖는 컬러 요소들의 어레이를 포함하고; 반면에 다른 실시예들에서, 구성요소(171)는 하나 이상의 필터들을 포함한다.
일부 예들에서, 2 서브-픽셀 요소(즉, 컬러 요소들의 두 유형들)는: 그린 광을 통과시키기 위한 하나 이상의 서브-픽셀 그린 필터들; 및 마젠타 광(예를 들면, 블루 및 레드)를 통과시키기 위한 하나 이상의 서브-픽셀 마젠타 필터를 포함할 수 있다. 원색 컬러들은 서브-픽셀 그린 필터들 및 서브-픽셀 마젠타 필터들의 이용으로부터 도출될 수 있다. 픽셀당 3 서브-픽셀들(예를 들면, 레드, 그린 및 블루의 각각에 대한 하나의 서브-픽셀)로부터 픽셀당 2 서브-픽셀들(예를 들면, 마젠타 및 그린의 각각에 대한 하나의 서브-픽셀)로의 서브-픽셀들의 품질의 감소로 인해 각각의 픽셀을 제어하는데 이용되는 구성요소들의 수가 감소(예를 들면, 세 개 대신 두 개의 구동기들)함으로써, 광의 투과(예를 들면, 투과 효율)가 향상되며, 만일 구성요소가 감소하지 않으면 적어도 일부의 경우들에서, 광은 액정 드라이브 전자장치들에 의해 흡수(또는 차단)될 수도 있었을 것이다. 예를 들면, 1920×1080×2 픽셀들을 가지는 액정 디스플레이 전방 변조기는 3 서브-픽셀 요소(즉, 1920×1080×3 픽셀들)의 경우보다는 2 서브-픽셀 요소의 경우에 더 적은 드라이브 전자자소자들을 요구할 수 있다. 일부 실시예들에서, 서브-픽셀들을 제어하는 구성요소들이 더 적으면 그렇지 않을 경우 그러한 구성요소들을 포함했었을 영역을 감소시킴으로써, 필 팩터(fill factor)를 증가시킨다(즉, 전형적으로 드라이브 전자소자들을 포함하는 활성 영역 사이와 같이, 비활성 영역 또는 비-광 생성 공간을 포함하는 영역의 크기에 대비하는, 이미지의 일부분에 대한 광의 능동 생성을 위한 영역의 크기를 증가시킨다). 적어도 하나의 실시예에서, 구성요소들의 감소 및 필 팩터의 증가는 디스플레이 영역의 해상도의 증가를 용이하게 한다. 일부 실시예들에서, 서브-픽셀들의 두 유형들(예를 들면, 하나의 컬러와 연관되는 2 서브-픽셀들, 및 다른 컬러와 연관되는 2 서브-픽셀들)은 하나의 컬러 픽셀(예를 들면, 임의의 컬러를 갖는 광을 생성하도록 구성되는 픽셀)을 형성하는데 이용될 수 있다.
본원에서 제공되는 설명에 있어서, 투사가능한 이미지들을 획득하고, 프로세싱하고 생성하는 것은 동적 범위에 향상된 명암비를 제공하는 방식으로 달성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 경로들(154 및 164)은 동일한 광 경로에 부합하고, 더욱이, 경로(173) 뿐만 아니라 경로(180)에 부합한다. 일부 실시예들에서, 구성요소들(150 및 160)은 입사 광을 수정하고, 발광원일 수 있는 상기 입사 광을 이용하여, 입력 이미지(104)를 나타내는 저 해상도 서브-이미지(예를 들면, 광 패턴, 광 필드)를 전송하거나 반사한다. 일부 실시예들에서, 하나의 발광원은 사이언 컬러의 광이고 다른 발광원은 옐로우 컬러의 광이다. 투사 엔진(120)은 레드, 블루 또는 그린 상태에 있는 광 패턴들을 생성하기 위해 사이언 및 옐로우 컬러의 광들로부터 원색들(예를 들얼 레드, 블룩 또는 그린)을 생성하는 스펙트럼-광학 구조들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 투사 엔진(120)은 시간 필드(t1) 동안 그린 광을 현저하게 이용하는 광 패턴(152) 및 블루 광을 현저하게 이용하는 광 패턴(162)을 생성하고, 반면에 투사 엔진(120)은 시간 필드(t2) 동안 그린 광을 현저하게 이용하는 광 패턴(152) 및 레드 광을 현저하게 이용하는 광 패턴(163)을 생성한다. 그러므로, 시간 필터(t1)에서, 중첩된 광 패턴들(169)(즉, 서브-이미지들(152 및 162))은 사이언 광으로 구성요소(170)를 조명하고, 반면에, 시간 필드(t2)에서, 서브-이미지들(152 및 163)로부터 도출되는 중첩된 광 패턴들은 구성요소(170)를 옐로우 광으로 조명한다. 구성요소(170)는 사이언 및 옐로우 컬러의 저 해상도 서브-이미지들을 사이언 및 옐로우 컬러의 보다 더 높은 해상도 이미지들로 변환하도록 구성될 수 있고, 그 결과로서 더 높은 해상도 이미지들은 구성요소(171)에 의해 필터링되어 투사가능한 이미지(180)가 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 투사 엔진(120)은 레드, 블루 또는 그린 상태에 있는 광 패턴들을 생성하기 위해 사이언 및 옐로우 컬러의 광들로부터 원색들(예를 들면, 레드, 블루 또는 그린)을 생성하기 위한 스펙트럼-광학 구조들을 배제한다.
일부 예들에서, 투사 엔진(120)은 시간 필드(t1) 동안 사이언 광을 현저하게 이용하여 광 패턴(152)을 생성하고, 반면에 투사 엔진(120)은 시간 필드(t2) 동안 옐로우 광을 현저하게 이용하여 광 패턴(162)을 생성한다. 그와 같은 예들에서, 광 패턴(163)이 생성될 필요가 없다. 그러므로, 시간 필터들(t1 및 t2)의 하나의 프레임에서, 중첩된 광 패턴들(152 및 162)은 구성요소(170)에 의해 더 높은 해상도 이미지들로 변환될 수 있고, 더 높은 해상도는 결과적으로 구성요소(171)에 의해 필터링되어 투사가능한 이미지들(180)이 생성될 수 있다. 다른 예들에서, 투사가능한 엔진(120)은 적절한 설계 구현예들 및 구성요소들에 상응하여, 동일한 필드 동안 사이언 광을 현저하게 이용하여 광 패턴(152)을, 및 옐로우 광을 이용하여 광 패턴(162)을 생성한다. 그와 같은 예들에서, 광 패턴(163)은 생성될 필요가 없다.
대안의 실시예들에서, 시스템(100)은 구성요소들(170 및 171)과 병렬로 배열되어 출력 이미지(180)를 생성하는 다른 세트의 구성요소들(170' 및 171')(도시되지 않음)을 포함한다. 이 예에서, 광 필드들(154 및 164) 중 하나는 구성요소(170) 상에 입사하도록 구성되고, 반면에 광 필드들(154 및 164) 중 다른 하나는 구성요소(170')(도시되지 않음) 상에 입사하도록 구성된다. 그러므로, 광 필드는 구성요소(170)(예를 들면, 변조 요소들의 제 1 어레이)로부터 구성요소(171)(예를 들면, 컬러 요소들의 제 1 어레이)로 계속 나아가고, 다른 광 필드는 구성요소(170')(예를 들면, 변조 요소들의 제 2 어레이)로부터 구성요소(171')(예를 들면, 컬러 요소들의 제 2 어레이)로 계속 나아간다. 일반적으로, 시스템(100)은 구성요소들(171 및 171')로부터의 결과에 따른 이미지들(즉, 고 해상도 서브-이미지들)을 중첩시겨서 투사가능한 이미지(180)를 생성한다. 적어도 하나의 실시예에서, 컬러 요소들의 어레이들의 각각은 픽셀 모자이크들(예를 들면, 두 유형들의 컬러 요소들)을 구현하기 보다는, 하나의 유형의 컬러 필터이다(예를 들면, 컬러 요소들의 하나의 어레이는 그린 컬러 요소들을 포함할 수 있고, 컬러 요소들의 다른 어레이는 마젠타 컬러 요소들을 포함할 수 있다). 이는 일부 실시예들에 따라 변조 요소들이 모노크롬이 되는 것을 인에이블(enable)함으로써 송신 효율을 개선시키고, 이는 차례에 따라 더 적은 변조기들(예를 들면, 3 미만의 후방 변조기들과 같이 3보다 더 적은 변조기들)에 발생되는 상대적으로 높은 효율을 갖는 고 동적 범위 시스템(100)을 제공할 수 있다. 특정한 실시예에서, 시스템(100)은 구성요소(170)과 병렬로 배열되는 구성요소(170')를 포함할 수 있고, 이로 인해, 구성요소들(170' 및 170) - 전방 변조기들로서의 - 은 투사가능한 이미지(180)를 생성하기 위해 구성요소(171) - 컬러 요소들의 공통 어레이 - 를 공유하도록 구성된다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따르면, 두 개의 후방 변조기들 및 하나의 전방 변조기를 구비하는 고 동적 범위 투사 시스템을 동작시키는 예들을 도시하는 기능 블록도들을 도시한다. 도 2a는 발광원 동기장치(230), 하이브리드 합성 제어기(240), 두 변조기들(250 및 260), 전방 변조기(270), 및 데이터베이스(218)를 포함할 수 있는 예시적인 투사 시스템(200)을 도시한다. 발광원 동기장치(230)는 조명 엔진(212)로부터의 경로(203)에 따른 광 스펙트럼을 수신하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 발광원 동기장치(230)는 투사 시스템의 동작 동안 광원의 존재를 검출하는 기능을 추가로 포함할 수 있다. 하이브리드 합성 제어기(240)는 경로(208)를 통해 발광원 동기장치(230)에 연결되고 경로(202)를 통해 입력 이미지들(210)을 나타내는 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다.
후방 변조기들(250 및 260)은 변조 요소들(251 및 266)의 그룹을 각각 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 변조 요소들(251 및 261)은 서로 유사한 구조들 및/또는 기능들을 가질 수 있다. 후방 변조기(250)는 경로(204)를 통해 발광원 동기장치(230)에 연결되고, 경로(209)를 통해 하이브리드 합성 제어기(240)에 연결된다. 후방 변조기(260)는 경로(205)를 통해 발광원 동기장치(230)에 연결되고 경로(211)를 통해 하이브리드 합성 제어기(240)에 연결될 수 있다. 제 1 시간 필드(t1) 동안, 후방 변조기들(250 및 260)에는 일부 예들에서 시간적 컬러 분리기로부터, 제 1 발광원이 공급될 수 있고, 제 2 시간 필드(t2) 동안, 후방 변조기들(250 및 260)에는 제 2 발광원이 공급될 수 있다. 제 2 시간 필드(t2) 동안, 후방 변조기(260)는 다음의 설명의 편의를 위해 후방 변조기(261)로 지정되고, 변조 요소들(267)을 포함할 수 있다. 제 1 시간 필드(t1) 동안, 발광원 동기장치(205)는 경로 세그먼트(segment)(205) 및 경로 세그먼트(206)를 포함하는 경로를 통해 후방 변조기(260)에 제어 신호들을 제공할 수 있다. 제 2 시간 필드(t2)를 표시하기 위해, 발광원 동기장치(230)는 경로 세그먼트(205) 및 경로 세그먼트(207)를 포함하는 경로를 통해 후방 변조기(207)에 제어 신호들을 제공할 수 있다. 이와 같으므로, 경로 세그먼트들(207) 및 후방 변조기(261)는 단지 실례이다. 유사하게, 세그먼트(213)는 또한 후방 변조기(260)를 제어하기 위해 제 2 시간 필드 동안 여러 신호들을 반송하는 경로(211)의 예이다. 일부 실시예들에서, 변조 요소들(251,266, 및 267)을 구비하는 후방 변조기들(250, 260)(t2 동안 261)의 공간 해상도는 전방 변조기(270)에서의 복수의 픽셀들(예를 들면, 픽셀(271)의 하나 이상)의 일부분(예를 들면, 오버랩되지 않는 픽셀들의 그룹)에 대응할 수 있음을 주목하라. 일부 실시예들에 따르면, 후방 변조기들(250, 260)(t2 동안 261)은 입력 이미지의 상대적으로 블러링, 즉 입력 이미지들의 콘텐츠 내에 높은 공간 주파수 정보를 가지지 않는 표시(즉, 서브-이미지)를 생성할 수 있고, 반면에 전방 변조기(270)는 입력 이미지보다 더 높은 해상도 표현을 생성할 수 있다.
계속 도 2a를 참조하면, 데이터베이스(218)는 경로(219)를 통해 하이브리드 합성 제어기(240)에 연결되고, 순서에 따라 하이브리드 합성 제어기(240)는 경로(220)를 통해 전방 변조기(270)에 연결된다. 전방 변조기(270)는 경로(201)를 통해 발광원 동기장치(230)에 연결된다. 제 1 시간 기간 동안, 두 후방 변조기들(250 및 260)은 전방 변조기(270)를 조명하기 위해 경로들(215 및 217)을 통해 지향되는 저 해상도 서브-이미지들의 서브세트("광 패턴들"로 상호 교환하여 칭해진다)를 생성하도록 구성된다. 제 2 시간 필드 동안, 두 후방 변조기들(250 및 261)은 변조기(270)를 조명하기 위해 경로들(215 및 216)을 통해 지향될 수 있는 저 해상도 서브-이미지들의 다른 서브세트("광 패턴들"로 상호 교환하여 칭해진다)를 생성하도록 구성된다. 전방 변조기(270)는 복수의 픽셀들을 포함할 수 있고, 복수의 컬러 요소들(272)을 구비하는 필터를 포함할 수 있다. 컬러 요소(272)는 서브-픽셀 요소(275) 및 서브-픽셀 요소(277)와 같은 2 서브-픽셀 요소들을 포함할 수 있고, 이들 중 어느 하나 또는 이들 양쪽 모두는 일부 예들에서 컬러 합성 제어를 제공할 수 있다. 다른 예들에서, 4 서브-픽셀들(273)의 각각은 픽셀(271)의 컬러 합성 제어를 제공하도록 개별적으로 제어된다. 그와 같은 예들에서, 서브-픽셀들(273)의 개별 제어를 달성하기 위해, 전방 변조기(270)는 대응하는 컬러 필터들(272) 및 서브-픽셀들(273, 275, 277) 또는 그와 같은 서브-픽셀들의 어떤 결합을 통해 광 패턴들의 일부를 송신하도록 구성 가능한 대응하는 서브-픽셀들(도시되지 않음)을 포함한다. 더 추가의 예들에서, 서브-픽셀 요소들(275 및 277)은 서브-픽셀 컬러 필터들의 제 1 및 제 2 서브세트들로 상호 교환하여 칭해질 수 있다. 마젠타(M) 및 그린(G)이 서브-픽셀 요소들(275 및 277)에 각각 이용될 수 있을지라도, 예를 들면, 예시적인 하이브리드 컬러 합성 결합들의 표를 도시하는 도 12의 표의 제 1 열에서 표시되는 바와 같이, 컬러 요소(272)에 대한 다른 쌍의 컬러들이 가능하다.
예를 들면, 및 도 2b를 참조하면, 경로(215 및 216)는 전방 변조기(270)에 작용하는 레드 및 그린 저 해상도 서브-이미지들이 시간 필드(t2) 동안 옐로우 컬러의 광으로 인지될 수 있고, 마젠타/그린 서브-픽셀들을 통과할 때, 도 11을 참조하면, 레드 및 그린 출력 서브-픽셀들을 발생시킬 수 있음을 표시한다. 추가로 그와 같은 예에서, 도 2b는 또한, 전방 변조기(270)에 작용하는 그린 및 블루 저 해상도 서브-이미지들이 시간 필드(t2) 동안 사이언 컬러의 광으로 인지될 수 있고, 마젠타/그린 서브-픽셀들을 통과할 때, 도 11을 참조하면, 블루 및 그린 출력 서브-픽셀들을 발생시키는 것을 경로들(215 및 217)이 표시하는 것을 도시한다.
도 2b는 일부 실시예들에 따르면, 저 해상도 서브-이미지들을 생성하는데 이용되는 데이터 또는 데이터의 유형들을 도시한다. 일부 예들에서, 후방 변조기들(250 및 260)은 각각 제 1 시간 필드(t1) 동안의 저 해상도 서브-이미지들의 제 1 서브세트를 도시한다. 제 1 시간 필드(t1) 동안, 제 1 발광원은 그래프(221)에 대응하는 그린 저 해상도 서브-이미지의 일부분(222)을 생성하는데 이용된다. 일부분(222)은 그린 컬러의 광의 휘도 임펄스(224)에 의해 표시되고 점 확산 함수(또는 광 확산 함수)에 기초하여 휘도 세기(226)의 공간 분포에 대응한다. 유사하게, 그린 저 해상도 서브-이미지 서브-이미지의 일부분(223)은 또한 그래프(221)에 대응하고, 여기서 일부분(223)은 그린 컬러의 광의 휘도 세기(225)로 도시되고 점 확산 함수에 기초하여 휘도 세기(227)의 공간 분포에 대응할 수 있다. 휘도 세기들(226 및 227)의 공간 분포는 휘도 세기(228)의 그린 공간 분포를 결정하는데 추가될 수 있고, 저 해상도 변조 요소들(예를 들면, 251)을 제어하기 위해 이미지 프로세싱 기술들에서 측정되거나 점유될 수 있는 광학 블러(blur)의 정도에 대응할 수 있고, 이는 이후에 더 높은 공간 해상도를 갖는 전방 변조기의 대응하는 픽셀들(271)에서 표현될 수 있다. 적어도 일부의 실시예들에서, 하이브리드 합성 제어기(240)는 휘도 세기들(228)의 그린 공간 분포와 연관되는 휘도 값들에 응답하여 후방 변조기(250)의 변조 요소들(251)을 제어할 수 있다. 도 2b가 일부분(222)보다 그린 광의 휘도의 크기가 더 작은 일부분(223)을 도시하므로, 하이브리드 합성 제어기(240)는 따라서 변조기(250)로부터 발생하는 그린 광 필드의 밝기를 변경시키기 위해 변조 요소들(251)을 제어할 수 있다. 또한 제 1 임시 필드(t1) 동안 부분들(242 및 243)은 그래프(241)에서 블루 컬러의 광의 휘도 임펄스들(244 및 245)로 표시되고, 점 확산 함수들에 기초하여 휘도 세기들(246 및 247)의 각각의 공간 분포들에 대응할 수 있다. 휘도 세기(248)의 블루 공간 분포는 분포들(246 및 247)에 기초하여 결정될 수 있고 일부분들(242 및 243)에 대응하는 변조 요소들(266)을 제어하는데(예를 들면, 변조 요소들(266)으로부터 송신되거나 반사되는 블루 광의 휘도를 변경하는데) 이용될 수 있다.
제 2 시간 필드(t2) 동안, 및 제 2 발광원에 있어서, 그린 저 해상도 서브-이미지의 일부분들(222 및 223)은 제 1 시간 필드에 대해 유사하게 기술되는 바와 같이 그래프(221)에 대응할 수 있다. 그러나, 제 2 시간 필드(t2) 동안, 레드 저 해상도 서브-이미지의 일부분들(232 및 233)은 그래프(231)에서의 레드 컬러의 광의 휘도 임펄스들(234 및 235) 각각에 의해 표현될 수 있다. 점 확산 함수는 휘도 세기(236 및 237)의 공간 분포들을 산출하기 위해 휘도 임펄스들(234 및 235)에 적용될 수 있고, 이 둘의 공간 분포는 일부분들(232 및 233)에 대응하는 변조 요소들(267)에 의해 생성될 수 있는 휘도 세기(238)의 분포이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따른, 스펙트럼 분포들의 예들이 도시된다. 도 13은 레드, 그린 및 블루와 같은 컬러 스펙트럼 구성요소들의 결합으로부터 도출되는 가시 광 스펙트럼에서 파장들의 범위들의 특정한 서브세트들을 도시한다. 일부 예들에서, 사이언, 메젠다 및 옐로우는 R, G, 및 B 가시 스펙트럼의 파장들의 범위들의 상이한 서브세트들을 가지도록 도시된다. 다른 예들에서, 상이한 가시 스펙트럼의 파장들의 범위들의 다른 서브세트들이 존재할 수 있다. 제 1 및 제 2 시간 필드들에 걸쳐, 변조 요소들(215, 266, 및 267)은 공급되는 발광원에 대응하는 가시 광 스펙트럼 내의 각각의 범위의 파장들을 수신하도록 구성된다.
도 2b를 다시 참조하면, 후방 변조기들(250 및 260)에 대하여 기술되는 점 확산 함수들은 광학적으로 블러링된 픽셀의 세기 프로파일(profile)의 공간 분포를 기술할 수 있고 서브-이미지가 투사 시스템에 의해 광학적으로 블러링될 때 저 해상도 서브-이미지가 후방 변조기들로부터 발생될 수 있는 것을 기계적으로 예측하는 것이 가능하다. 일부 예들에서, 기계적 예측으로 인해 특정한 투사 시스템에 고유한 공간 광 확산의 정확한 시뮬레이션이 가능할 수 있으므로, 전방 변조가 뒤따르는 후방 변조의 파이프라인(pipeline)이 각각의 서브-이미지들을 적절하게 조절할 수 있도록 함으로써 고 동적 범위 명암비를 갖는 투사가능한 이미지를 생성할 수 있다. 후방 및 전방 변조기들에 대한 다른 파라미터들은 상이한 설계 구현예들에 대해 고려될 수 있고 이를 위해서 광학적 블러가 결정되고 이를 위해 블러 정정 기술들이 적용된다. 일부 예들에서, 그와 같은 파라미터들은 후방 변조기들 및 전방 변조기 사이의 광 경로의 거리, 후방 변조기들에서 블러링된 이미지에 의한 설계된 출력 이미지의 분할 뿐만 아니라 고 공간 해상도로 전방 변조기에 디스플레이 되기 위한 보상 마스크를 포함하지만, 이로 제한되는 것은 아니다. 계속해서 추가 예들에서, 포화 영역들에 대한 보상 이미지들을 분석함으로써 상기 영역에서 후방 변조기들에 대한 대응하는 구동 값들이 국지적으로 향상되어 충분한 광 필드들을 방출하는 기술들은 또한 후방 변조기들에서 구현될 수 있는 모델링 파라미터들에 의해 적절하도록 고려되어 인간의 시각 시스템과 연관되는 산란(scatter) 및 적응 기술들에 의해서 도입되는 광막 휘도(veiling luminance)보다 더 작도록 하기 위한 아티팩트들의 효과들을 감소시킬 수 있다.
도 2a 내지 도 2b에서, 하이브리드 컬러 합성들은 일부 실시예들에서, 투사가능한 이미지들의 뷰어(viewer)에 대한 특정한 인지 경험을 달성하도록, 및 입력 이미지들의 콘텐츠에 의해 의도되는 바와 같이, 원색들의 시간 및 공간 믹싱(mixing)을 통해 달성되는 컬러 합성 기술들을 포함한다. 컬러 합성은 공간 및 시간 해상도 프로세싱 용량을 제한했던 인간의 시각 시스템에 기초한다. 예를 들면, 인간의 눈의 매체에서의 불완전성들로 인해 광이 눈 안에서 산란하게 되고 망막에서 광막 휘도를 형성하게 되어, 특정 명암을 인지할 능력이 감소할 수 있다. 그러므로, 인간의 눈은 특정한 임계치를 넘는 해상도들을 통합하고 인지할 수 없을 수 있다. 인간의 시각 시스템은 모델링되어 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 이의 결합으로 구현될 수 있다. 그와 같은 예에서, 컬러 요소들(272) 및 대응하는 서브-픽셀들(273)은 개별적으로 아니면 서브-픽셀들의 서브세트로서 제어되어 본원에 기술되는 서브-이미지들을 이용하는 추가 컬러 믹싱 기술들을 실행함으로써, 투사가능한 이미지가, 믹싱될(공간적으로 결합될) 때 의도된 일정한 컬러로 인지될 수 있는 컬러들의 결합인 일정한 컬러의 필드로 인지되는 것을 인에이블한다. 더욱이 그와 같은 예에서, 추가 컬러 믹싱 기술들과 함께 본원에서 기술되는 변조된 서브-이미지들의 순차적이고 연속적인 이미징은 시간적으로 일정한 컬러의 필드로 인지되는 투사가능한 이미지들을 생성할 수 있다. 적어도 일부 실시예들에서, 하이브리드 컬러 합성은 본원에서 기술되는 3차원 컬러 합성을 추가로 포함하고, 여기서 광 필드들의 결합은 시간 필드들의 수 및 공간적으로 어드레스가능한 서브-픽셀들의 수를 감소시킬 수 있는 발광원들을 생성하는데 이용되어 고 동적 범위 명암비들을 갖는 투사가능한 이미지들이 생성된다.
도 3은 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따른, 고 동적 범위 투사 시스템을 동작시키도록 구성되는 제어기를 도시하는 개략도이다. 여기서, 투사 시스템(300)은 두 후방 변조기들(350 및 260)에, 및 전방 변조기(370)에 연결되는 제어기(316)를 포함할 수 있다. 제어기(316)는 프로세서(318), 메모리(322), 후방 변조기(350)를 제어하도록 구성되는 제 1 후방 변조기 인터페이스(354), 후방 변조기(360)를 제어하도록 구성되는 제 2 후방 변조기 인터페이스(355), 전방 변조기(370)를 제어하도록 구성되는 전방 변조기 인터페이스(356), 및 입력 이미지들(310) 및 조명 엔진(312)로부터의 발광원 정보를 수신하도록 구성되는 입력/출력(I/O) 모듈(317)을 포함할 수 있다. 버스(315)는 도시된 바와 같이, 제어기(316)의 상기 모듈들 및 구성요소들을 서로 연결시킨다. 프로세서(318)는 입력 이미지들(310)을 수신하도록 구성되고, 입력 이미지들(310)로부터 투사가능한 이미지들(380)이 도출되어 전방 변조기(370)에 의해 방출된다. 일부 예들에서, 입력 이미지들(310)은 이미지 픽셀들이 도출되는, 감마-인코딩(gamma-encoding)된 비디오 신호들(예를 들면, 비디오 스트림)이다. 메모리(322)는 발광원 동기장치 모듈(330), 하이브리드 합성 모듈(340), 운영 시스템(324), 및 제어기(316)뿐만 아니라 도시된 것보다 더 많거나 더 적은 모듈들의 동작을 용이하게 하는데 이용되는 보조 애플리케이션들(326)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 조명 엔진(312)이 복수의 발광원들의 생성을 발생시킬 수 있고, 이를 위해 제어기(316)는 투사가능한 이미지들(380)을 출력할 때를 검출하고/하거나 조정할 수 있다.
일부 예들에서, 전방 변조기(370)는 프로그램 가능한 투명도의 광 필터이며, 이는 두 후방 변조기들(350, 360)로부터 자신에게 입사하는 광의 세기의 투과율을 조정한다. 전방 변조기(370)는: 후방 변조기들(350 및 360)로부터 액정 층(376)으로 광을 반송하도록 구성되는 광 구조들(374); 및 복수의 2 서브-픽셀 요소들(378)을 갖는 필터(372)를 포함할 수 있다. 파선들(354) 및 점선들(364)은 각각의 후방 변조기들(350 및 360)에서 생성되는 (저 해상도) 서브-이미지들의 서브세트가 전방 변조기(370)를 조명하도록 구성되는 것을 나타낸다.
도 2a 내지 도 3을 참조하고, 입력 이미지들(310)의 콘텐츠에 기초하면, 제어기(316)는 인터페이스들(354 내지 355)을 통해 후방 변조기 구동 신호들을 제공하여 변조 요소들(예를 들면, 도 2a 내지 도 2b의 251, 266, 267)을 제어하고, 인터페이스(356)를 통해 전방 변조기 구동 신호들을 제공하여 전방 변조기(270)의 픽셀들(271) 및 서브-픽셀들(예를 들면, 272, 273, 및/또는 275 내지 277)을 제어하도록 구성된다. 도시되지 않을지라도, 제어기(316)는 후방 변조기들(350, 260)을 제어하여 투사가능한 이미지들(380)을 생성하기 위하여, 적절하게 프로그램되고 소프트웨어 및/또는 하드웨어 인터페이스들을 구비하는 컴퓨터에 연결될 수 있다.도 3에 도시된 요소들 중 어는 요소라도 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있음을 주목하라. 다른 예들에서, 전방 변조기(370)는 프로그램 가능한 반사율을 갖는 광 반사기이며, 이는 후방 변조기들(350, 360)로부터의 조명에 의해 발생되어 자신에게 반사되는 광의 세기를 조정할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따른, 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기의 예들의 기능 블록도들을 도시한다. 도 4a는 발광원 동기장치(430)가: 시간적 발광 레이트(illuminant rate) 제어기(432); 및 시간적 발광원 생성기(434)를 포함할 수 있다. 시간적 발광원 생성기(434)는 전구로부터의 광과 같은 조명의 소스가 투사 시스템에 의해 이용가능한지, 하나 이상의 시간 필드들 동안 광을 추가로 제공할 수 있는지를 식별하도록 구성된다. 일부 예들에서, 조명 엔진으로부터 조명의 소스는 발생할 수 있다. 다른 예들에서, 조명의 소스는 본원에서 기술되는 시간적 컬러 분리기로부터 발생될 수 있다. 시간적 발광 레이트 제어기(432)는, 시간적 컬러 분리기가 제 1 및 제 2 발광원들을 제공하는 시간 레이트를 결정하고 이 레이트가 투사 시스템의 다른 일부분들에 이용가능해지도록 구성된다. 도 4a의 발광원 동기장치(430) 및/또는 도 4b의 하이브리드 합성 제어기(440)는 적어도 일부의 실시예들에 따라, 소프트웨어 또는 집적 회로(IC) 또는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array: FPGA)와 같은 하드웨어로 구현될 수 있다.
도 4b는 하이브리드 합성 제어기(440)가: 입력 이미지 분석기(442); 시간적 컬러 합성 동기장치(443); 공간적 컬러 합성 변조기(444); 발광원 동기화 적분기(445), 전방 변조기 구동 생성기(446); 및 후방 변조기 구동 생성기(447)를 포함할 수 있다. 도 1, 도 2b 및 도 4b를 참조하면, 입력 이미지 분석기(442)는 각각의 픽셀의 컬러들 및 휘도와 같이, 투사가능한 이미지들(180)이 전달해야만 하는 픽셀 특성들 및 연관된 정보를 식별하기 위해 입력 이미지들(210)을 수용할 수 있다. 일부 예들에서, 분석기(442)는 입력 비디오 신호를 수용하여 비디오 신호의 개별 컬러 콘텐츠 부분들을 생성하고, 그와 같은 부분들을 특정한 변조기들과 연관시킬 수 있다. 그와 같은 예들에서, 비디오 신호로부터의 입력 이미지의 그린 부분은 도 2a의 후방 변조기(250) 상에서 표현되도록 분석기(442)에 의해 결정될 수 있다.
시간적 컬러 합성 동기장치(443)는 후방 변조기들이 전방 변조기를 조명하기 위해 언제 서브-이미지를 제공하는지에 대하여, 및 전압 변조기가 제 1 및 제 2 시간 필드들에 걸쳐 그와 같은 서브-이미지들을 언제 변조해야 하는지에 대한 제어를 조정할 수 있다. 이를 위해, 합성장치(443)는 발광원 합성장치(430)으로부터 시간적 컬러 분리기의 동작에 관한 동기화 신호를 수신하고, 후방 변조기들에서 먼저 및 전방 변조기에서 2차로 발생하는 변조 시퀀스를 관리하도록 구성된다.
공간적 컬러 합성 변조기(444)는 공간 도메인에 걸쳐 컬러 합성 이미징의 분포를 조정하는 기능을 행할 수 있다. 일부 예들에서, 공간적 컬러 합성 변조기(444)는 저 해상도 서브-이미지들의 적절한 추가 컬러 믹싱을 달성하도록 제어되는, 전방 변조기에서의 서브-픽셀들의 어레이의 부분들을 결정하고, 복수의 2 서브-픽셀 요소들로 배열되는 컬러 필터들을 이용하여 고 해상도 서브-이미지를 도출할 수 있다. 발광원 합성 적분기(445)는 시간적 컬러 분리기가 제 1 및 제 2 발광원들을 제공하는 시간 레이트에 관한 신호들을 발광원 동기장치(430)로부터 수용할 수 있고, 동기장치(443), 공간 컬러 변조기(444), 전방 변조기 구동 생성기(446), 및 후방 변조기 구동 생성기(447)에 의해 조정되어야만 하는 임의의 타이밍 정보를 분별할 수 있다.
전방 변조기 구동 생성기(446)는 전방 변조기에 있는 서브-픽셀들로 하여금 자신들의 투과율을 변경하도록 할 수 있는 구동 신호들을 제공하도록 구성된다. 일부 예들에서, 생성기(446)는 입력 이미지(들)로부터 도출되고 모듈(442)로부터 분석되는 고 공간 해상도 정보 및 고 주파수를 제공하여 전방 변조기에서의 서브-픽셀들을 제어할 수 있다. 다른 예들에서, 분석기(442)는 입력 이미지들로부터 및 이미지 프로세싱 기술들로부터, 전방 변조기에서의 서브-픽셀들에 대한 휘도 값들에 대응하는 예측 값들을 결정할 수 있고, 그렇게 함으로써, 시간적 컬러 합성 동기장치(443) 및 적분기(445)를 조정하여 제 1 및 제 2 시간 필드들과 연관되는 동기화 신호들을 획득할 수 있다. 더욱이, 휘도 값들이 시간 필드들에 걸치고 상이한 발광원들에 의한 저 해상도 광 패턴들의 결합들에 기초할 수 있을지라도, 생성기(446)는 모듈들(442 내지 445)과 통신하여 구동 신호들을 생성 및 전달하여 예측 값이 결정되었던 서브-픽셀들을 선택적으로 제어할 수 있다. 다른 예들에서, 모듈들(442 내지 447)의 결합은 입력 이미지로부터의 픽셀 데이터(예를 들면, 서브-픽셀 데이터를 포함하는)가, 시간 필드들에 걸치고 상이한 발광원들에 의하여 변조되는 저 해상도 광 패턴들에 대응하는 휘도 값들의 결합들에 기초하여 결정되는, 전방 변조기에서의 픽셀 또는 서브-픽셀에 대한 예측된 휘도 값들에 의해 스케일링(scaling)되는 제어 기능을 제공하도록 구성될 수 있다. 도 다른 추가적인 예들에서, 생성기(446)는, 모듈들(442 내지 445)로부터의 입력들을 수신하고 신호들을 전방 변조기로 제공하여 입력 이미지들로부터 도출되는 어둡거나 검은 픽셀들 또는 서브-픽셀들에 대응하는 이미지 내의 픽셀들 및 서브-픽셀들을 어둡게 할 수 있는 픽셀 어레이를 제어하도록 구성된다.
후방 변조기 구동 생성기(447)는 2개의 후방 변조기들에 있는 변조 요소들로 하여금 입력 이미지의 저 해상도 버전들인 서브-이미지들의 서브세트를 생성하도록 하는 것이 가능한 구동 신호들을 제공하도록 구성된다. 일부 예들에서, 생성기(447)는 예를 들면, 후방 변조기들의 각각의 변조 요소에 대응하는 그러한 이미지 영역들에 대한 원하는 휘도 값들의 평균 또는 가중 평균을 결정할 수 있다.
하이브리드 합성기(440)의 모듈들은 적절할 때 특정한 설계 구현예에 의해, 다른 기능들을 실행하도록 구성될 수 있다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따른, 고 동적 범위 투사 시스템의 일부 예들을 도시한다. 도 5a 내지 도 5b의 투사 시스템들은 두 반사형 저 해상도 후방 모듈들 및 더 높은 해상도의 전방 변조기로 구성될 수 있다. 도 5a에서, 투사 시스템(500)은 조명 엔진(512), 스펙트럼-광 어셈블리assembly)(513), 후방 변조기(550) 및 후방 변조기(560), 전방 변조기(570), 및 투사 렌즈 어셈블리(574)를 포함한다. 조명 엔진(512)은: 광원(502), 광 호모지나이저(homogenizer)(504L) 및 광 호모지나이저(504R), 필터(506), 및 콜리메이팅 옵틱스(collimating optics)(508)를포함한다. 스펙트럼-광 어셈블리(513)는 시간적 컬러 분리기(514), 지연 스택(retarder stack) 필터(522), 편광 빔 분리기(526)를 포함할 수 있다.
조명 엔진(512)은 편광된 백색 광 필드(509)(또는 광 스펙트럼)를 광 경로를 따라 공급한다. 광원(502)은 호모지나이저(504L 및 504R)을 통하고 필터(506)를 통하여 입사하는 광 필드를 방사하여 편광된 광 필드를 발생시킨다. 광 필드는 콜리메이팅 옵틱스(508)을 통과하여 광 필드가 광 경로를 따라 실질적으로 평행한 방식으로 다음 단계로 이동하는 것을 인에이블한다. 일부 실시예들에서, 용어 "광 필드"는 용어 "광" 및 "광 스펙트럼"과 상호 교환하여 이용될 수 있다.
광원(502)은 실질적으로 일정한 광 출력 또는 상대적으로 작은 호(arc) 크기를 갖는 스펙트럼을 제공하는 기능을 행할 수 있고, 점 원 필라멘트로 기능할 수 있다. 광 경로 상에 최대량의 광을 일정한 방식으로 지향시키기 위해, 광원(502)은 광원 호(검은 점으로 표시되는)의 중심이 포물선의 초점이 될 수 있도록 배치되는 포물선의 방사기를 포함한다. 일부 예들에서, 광원(502)은 하나 이상의 초고압(ultra high pressure: UHP) 수은 방전 램프들, 예를 들면, 램프 전력의 범위가 100와트에서 수백 와트들인 Philips？ Research에 의해 제조된 UHP 수은 방전 램프들을 이용한다. 다른 예들에서, 광원(502)은 할로겐 램프, 백열 램프, 아크 램프, 레이터, 발광 다이오드(LED), LED들의 어레이, 다른 발광 디바이스, 또는 다른 적절한 고광도 램프(들)이지만, 이것들로 제한되지 않는다. 또 다른 예들에서, 광원(502)은 하나 이상의 밀러들, 렌즈들, 또는 다른 광학 구성요소들을 구비하는 광원 시스템의 일부이거나, 광원(502)은 많은 광원들 중 하나이고, 이들 모두는 일정한 광원 출력을 제공하기 위해 공동 동작한다.
광 호모지나이저들(504L 및 504R)은 광원(502)으로부터 방출되는 광 필드의 광 필드 균질성을 제공하도록 구성될 수 있고, 일정한 광 필드는 하나 이상의 후방 변조기들을 조명하는데 이용가능하고, 하나 이상의 후방 변조기들은 그 결과로서 광을 광 경로를 따라 지향시킬 수 있다(예를 들면, 전송 또는 반사). 입력 데이터(예를 들면, 이미지들, 비디오들)이 공간적으로 플랫(flat)한 것으로 인코딩될 수 있으므로, 투사 시스템(500)의 공간적으로 일정한 응답은 변조기들에 입사하는 광의 휘도가 가능하면 일정하도록 인에이블한다. 일부 예들에서, 광 호모지나이저들(504L 및 504R)은 렌티큘러 쌍의(lenticular paired) 렌즈 어레이일 수 있고, 이는 렌티큘러 렌즈 어레이 또는 플라이즈 아이(fly's eye) 어레이와 같은 작은 렌즈들의 어레이를 포함할 수 있다. 이 예들에 있어서, 두 개의 동일한 직각 렌즈들(예를 들면, 504L, 504R)의 어레이들은 광원(502)의 광 경로에서 하나의 초점 길이로 이격되어 배치될 수 있다. 제 1 렌즈 어레이(예를 들면, 어레이(504L))는 이미지들의 어레이를 생성할 수 있고, 이 어레이는 제 2 렌즈 어레이(예를 들면, 어레이(504R))의 평면 상에 초점을 맞춤으로써, 호의 중첩된 이미지들의 어레이를 생성할 수 있다. 명확하게 도시되지 않을지라도, 결합 렌즈들이 광 필드를 인접한 위치로 또는 변조기로 매핑(mapping)하는데 포함되어 입력 이미지에 대한 균일한 조명이 향상될 수 있다. 다른 예들에서, 광 호모지나이저들(504L 및 504R)은 출구 애퍼처(aperture)에서 공간적으로 일정한 광 필드를 생성하도록 광원(502)으로부터 수신되는 입력 광을 지향하는 적분기 로드(rod) 또는 광 파이프일 수 있다. 이 예들은 각각 총 내부 반사를 이용하는 고체 유리 도파관, 또는 그 중에서도 밀러들의 공동 어셈블리(hollow assembly)를 포함할 수 있고, 이것들은 광이 적분기 로드의 내부 면으로부터 무작위로 반사할 때 입력 광이 자신의 방향을 고르게 통합하는 것을 인에이블함으로써, 예를 들면, 공간적으로 일정한 필드를 생성할 수 있다. 또 다른 예들에서, 광 호모지나이저는 렌즈-어레이 유형의 세이핑 옵틱스(shaping optics)를 포함할 수 있다.
필터(506)는 입력 광 필드를 단방향으로 선형 편광된 광 필드로 평광하는 기능을 행할 수 있고, 상기 단방향 선형 편광 광 필드는 스펙트럼-광학 어셈블리(513) 내의 광 경로 구성요소들(예를 들면, 편광 빔 분리기들)과 공동 동작할 수 있다. 일부 예들에서, 필터(506)는 광을 흡수할 수 있는 구성요소들(예를 들면, 편광 필터들)에 대한 열적 응력을 감소시키기 위해 광 경로에서의 적외선(IR) 또는 자외선(UV) 여과를 추가로 제공할 수 있다. 다른 예들에서, 필터(506)는 광 호모지나이저(504L) 아니면 광 호모지나이저(504R) 상의 코팅(coating)으로 구현되는 IR 필터이다. 또 다른 예들에서, UV 필터는 UV 광이 컬러 합성 프로세싱 동안 블루 광과 함께 이색성 밀러(dichroic mirror)(즉, 광 경로를 따라 후속하여 배치되는)를 통해 송신되도록 광 경로의 블루 채널을 따라 삽입될 수 있다. 추가 예들에서, 필터(506)는 광원(502)에 의해 공급되는 p-편광된 광을 s-편광된 광으로 변환할 수 있는 하나 이상의 여과 구성요소들을 포함할 수 있고, 이들 중 전자는 관통하여 전송되고 이들 중 후자는 스펙트럼-광학 어셈블리(513) 내에서 반사된다. 도시되지 않지만, 그와 같은 구성요소들은 편광 광 빔 분리기, 밀러들, 1/2 파장 플레이트(plate), 또는 p-편광된 광을 s-편광된 광으로 변환할 수 있는 임의의 등가 구조를 포함할 수 있으나, 이로 제한되지 않는다.
콜리메이팅 옵틱스(508)는 광 경로 내의 광 필드가 텔레센트릭(telecentric)하도록 인에이블하는 기능을 행할 수 있다. 즉, 콜리메이팅 옵틱스(508)는 광 필드가 투사 시스템의 광 경로를 따라 배치되는 광 구성요소들의 광 축(optical axis)에 실질적으로 평행하고, 거리를 두고 확산되는 광 필드가 감소할 수 있음을 보장할 수 있다. 일부 예들에서, 콜리메이팅 옵틱스(508)는 발산하는 광을 평행한(예를 들면, 시준된) 광으로 변환하는 콜리메이팅 렌즈들을 포함할 수 있고, 후방 변조기들 앞의 광 경로를 따라 위치되어 불완전한 광 필드가 존재하면 이 광 필드의 시준과 연관되는 불리한 효과들이 감소(경감)될 수 있다. 다른 채널들에 대해서보다는 특정한 광 채널들에 대해 더 긴 광 경로들을 갖는 투사 시스템들의 예들에서, 예를 들면, 특정한 광 유도 구성요소들(예를 들면, 컬러 결합 큐브(cube)의 구조로 인해, 다수의 콜리메이팅 렌즈들이 광 경로에 따라 배치되어, 광 경로를 따라 광 필드의 전파 중에 상기 광 필드가 발산하게 될 때 광 필드가 재시준됨으로써, 모든 3원색 채널들(예를 들면, R, G, B)에 걸쳐 일관된 시준이 달성될 수 있다.
스펙트럼-광학 어셈블리(513)는 백색 광 필드를 시간적으로 분리(예를 들면, 분배)하고, 후방 변조기들 및 전방 변조기를 조명하기 위해 광 경로를 젝오하기 위한 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 시간적 컬러 분리기(514)는 광 스펙트럼(509)를 두 독립적인 광 필드들로 분리하는 기능을 행하고, 각각의 광 필드는 특정한 스펙트럼 파워 분포를 포함하고, 각각은 후방 변조기들(550, 560)에 대한 발광원이다. 시간 컬러 분리기(514)는 제 1 컬러 필터(516) 및 제 2 컬러 필터(517) 사이에 분배기(divider)를 포함할 수 있다. 제 1 시간 필드(t1) 동안, 시간적 컬러 분리기(514)는 도 5a에 도시되는 바와 같이 제 1 발광원(518)를 공급한다. 제 2 시간 필드(t2) 동안, 시간적 컬러 분리기(519)는 컬러 필터들(516 및 517)의 각각의 컬러 필터에 대응할 수 있고, 이 컬러 필터는 예를 들면, 사이언/옐로우, 블루/옐로우, 그린/마젠타, 레드/사이언, 및 마젠타/옐로우를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 컬러 요소드의 쌍을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 컬러 요소들의 이 쌍들은 도 12의 표에 등재되어 있다.
지연 스택 필터(RSF)(522)는 자신에게 입사하는 광의 파장에 기초하여 편광읠 상태(state of polarization: SOP)를 선택적으로 변경하는 기능을 행하는 광학 구성요소이다. 일부 예들에서, RSR(522)은 짧고 긴 파장들(예를 들면, R 및 B 각각)이 s-편광되도록 SOP를 구성하고, 이는 평광 빔 분리기의 일부에서의 반사에 적합하다. 더욱이, RSR(522)는 중간 파장들(예를 들면, G)에대한 SOP가 편광 빔 분리기를 통한 송신을 위해 p-편광될 수 있다고 결정하도록 구성된다. 다양한 실시예들에서, 지연 스택 필터(522)는 다양한 발광원들 및 컬러 필터 방식들을 수용하기 위해 p-편광되거나 아니면 s-편광되는 하나 파장들의 하나 이상의 범위들 중 임의의 범위를 편광하도록 구성되고, 이의 예들이 도 11 및 도 12에 도시된다. 도 5a에 도시되는 바와 같이, 제 1 시간 필드(t1) 동안, RSF(522)는 제 1 스펙트럼 파워 분포를 가지는 제 1 발광원(518)의 평광의 상태를 (제 1 및 제 2) 원색들(532 및 534)을 포함하는 컬러들의 제 1 서브세트로 선택하여 변경한다. 제 1 발광원(518)가 사이언인 그와 같은 예들에서, 원색(532)은 s-편광되어 있는 블루일 수 있고, 원색(534)는 p-편광되어 잇는 그린일 수 있다. 용어 "원색 광 필드"는 일부 실시예들에 따라 용어 "원색"과 상호 교환하여 이용될 수 있다.
도 5b에 도시되는 바와 같이, 제 2 시간 필드(t2) 동안, RSF(522)는 제 2 스펙트럼 파워 분배를 가지는 제 2 발광원(519)의 평광의 상태를 원색들(534 및 536)을 포함하는 컬러들의 제 2 서브세트로 선택하여 변경한다. 제 2 발광원(519)가 옐로우인 상기 예들에서, (제 3) 원색(536)은 s-편광되어 있는 레드일 수 있고, 원색(534)는 p-편광되어 있는 그린일 수 있다. 지연 스택 필터가 양 컬러 및 편광 관리를 위하여 편광 빔 분리기와 함께 이용되는 다른 예들에서, 추가 광학 구성요소들이 포함되어, 예를 들면, 비스듬한 광선 또는 축에서 벗어난 광선들에 대한 시스템 민감도를 처리할 수 있다. 또 다른 예들에서, RSF(522)는 컬러 선택 필터, 즉 Buder, Colorado의 Color.ink？,Inc.에 의해 제조되는 Color.ink？ 위상 차판(retardation plate)들을 이용하여 구현된다.
편광 빔 분리기 어레이(PBS)(526)는, 예를 들면, s-편광된 광이 반사되고 p-편광된 광이 투사되도록 인에이블하기 위해서, 편광되지 않은 광을 편광 구성요소들의 직교 상태로 분리하기 위하여 복굴절 층(birefringent layer)들을 이용하는 반사형 편광 광학 구성요소이다. PBS(526)는 약 45도 입사 시에 복굴절 면(528) 상으로 무작위로 편광되는 광을 허용하도록 구성되고, 상기 45도 입사 지점에서, s-편광된 광은 인접한 어레이 요소 상으로 반사될 수 있고, 반면에 p-편광된 광은 방해되지 않은 표면(528)를 통하여 전송될 수 있다. 일부 예들에서, PBS(526)는 편광된 조명 빔을 생성하는데 이용될 수 있다.
후방 변조기들(550 및 560)은 변조에 의해, 입력 이미지의 저 해상도 버전들을 나타내는 서브-이미지들의 서브세트를 제공하는 기능을 행할 수 있다. 예를 들면, 후방 변조기들(550 및 560)은 입력 이미지에 대한 저 해상도 데이터를 포함하는 제어기로부터 수신되는 하나 이상의 제어 신호들에 따라 입사하는 광 세기의 픽셀 방식(및/또는 서브-픽셀-방식) 제어를 제공할 수 있다. 후방 변조기들(550 및 560)은 많은 구조 유형들을 이용하여 구현될 수 있다. 일부 예들에서, 변조기들(550 및 560)은 반사 백킹(backing)의 광 경로에 각각 배치되며 제어가능 투과율을 갖는 LCD 요소들의 어레이를 포함할 수 있다. 후방 변조기들(550 및 560) 상에서 조명하는 광 경로로부터의 광 필드들은 각각의 LCD 요소를 통과할 수 있고 LCD 요소를 통해 반사 백킹에 의해 역으로 반사될 수 있다. 후방 변조기 상의 한 지점에서의 휘도는 상기 지점에서 수신되는 광의 세기에 의해 및 상기 변조기 상의 상기 지점에서의 LCD 요소가 LCD 요소를 통해 지향되는 광을 흡수하는 정도에 의해 결정될 수 있다. 일부 예들에서, 후방 변조기들(550 및 560)은 반사형 실리콘 액정 표시 장치(liquid crystal on silicon: LCoS) 변조기들이다. 반사 백킹을 구비하는 변조기의 일부 예들에서, 초기 편광으로 입사하는 광은 동일한 편광 상태로 아니면 90도로 회전된 편광 상태로, 또는 변조기에 제공되는 구동 레벨에 기초하여 0 내지 90 사이의 다은 도수로 회전되는 편광 상태로 반사될 수 있다. 변조기가 오프(off)되는 그러한 상황들에서, 인입하는 광은 변경되지 않은 SOP로 반사될 수 있다. 그와 같은 예들에서, 반사 백킹은 자신에게 입사하는 광 필드의 SOP를 변환하는 기능을 행할 수 있다. 일부 예들에서, 반사 백킹은 s-대-p SOP 변환을 발생시킬 수 있고, 여기서 s-편광을 갖는 입사하는 광 필드들은 후방 변조기들에 의해 p-편광으로 반사될 수 있다. 다른 예들에서, 반사 백킹은 p-대-s SOP 변환을 발생시킬 수 있고, 여기서 p-편광을 갖는 입사하는 광 필드들은 후방 변조기들에 의해 s-편광으로 반사될 수 있다. 그와 같은 예들에서, 변조기는 각각의 픽셀 셀(또는 서브-픽셀) 내의 SOP를 변경하여 특정한 컬러 채널(예를 들면, 레드, 그린, 및 블루) 상의 광의 세기를 변조할 수 있다. 추가 예들에서, 후방 변조기(550)는 p-대-s SOP 변환을 발생시키는 반사 백킹을 가질 수 있고, 반면에 후방 변조기(560)는 선택된 광 경로에 적절한 바대로 s-대-p SOP 변환을 발생시키는 상이한 반사 백킹을 가질 수 있다.
전방 변조기(570)는 후방 변조기들로부터 광 경로를 따라, 입력 이미지의 저 해상도 버전들을 나타내는, 서브-이미지들의 서브세트(예를 들면, 중첩된 광 패턴들)를 수신하도록 적응될 수 있다. 전방 변조기(570)는 (중첩된) 서브-이미지들의 서브세트와 함께 변조되는 고 (공간) 해상도 서브-이미지를 생성하여 입력 이미지로부터 도출되는 고 해상도 및 고 주파수 정보를 추가하도록 구성된다. 이렇게 함으로써, 전방 변조기(570)는 변조기(470)에 의해 생성되는 고(더 높은) 공간 해상도 서브-이미지의 명암비와 (더 낮은 해상도) 서브-이미지들의 명암비의 적(즉 승산 결합)으로부터 형성되는, 고 동적 범위 이미지의 명암비를 갖는 투사가능한 이미지를 생성하도록 구성된다. 변조기(570)는 또한 일부 실시예들에서, 복수의 2 서브-픽셀 요소들을 가지는 필터를 포함할 수 있다. 2 서브-픽셀 요소들과 함께 이용될 수 있는 컬러들의 예시적인 쌍들이 표 12의 표에서 확인될 수 있다. 다른 실시예들에서, 임의의 수의 서브-픽셀 요소들은 픽셀과 함께 이용될 수 있다.
투사 렌즈 어셈블리(574)는, 전방 변조기(570)에 의해 생성되는 이미지들을 투사하는 기능을, 도시되지 않고 투사 시스템의 외부에 있는 물체 평면 상에 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 투사 렌즈 어셈블리(574)는 다수의 개별렌즈 요소들을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 투사 렌즈 어셈블리(574)는 50 내지 100회 사이에서와 같이, 상대적으로 높은 배율 특성을 가질 수 있다. 또 다른 예들에서, 투사 렌즈 어셈블리(574)는 1/2 미만의 픽셀(또는 서브-픽셀) 변형과 같이, 낮은 색 수차(chromatic aberration)을 가질 수 있다. 투사 렌즈 어셈블리(574)의 다른 예시적인 특성은: 고 공간 주파수 콘텐츠에서 출력 이미지의 명암비들을 보존하는 고 해상도; 큰 필드 출력 광의 수용; 특정한 상황들에서, 직각 이미지의 에지(edge)들이 단지 미세하게 휘어질 수 있도록 하는 저 왜곡 오차; 투사 시스템의 특정한 구현예들에서 컬러 결합 큐브를 수용하기 위해 렌즈 어셈블리 및 물체 평면 사이의 거리가 충분히 크도록 하는 긴 후 초점 거리(back focal length); 극한의 각들로 렌즈 어셈블리에 입사하는 광 선들을 완화하기 위해 상대적으로 낮은 f-수에 의해 보조되는 고 광학 성능 케이퍼빌리티(capability); 및 예를 들면, 실리콘 액정 표시 장치(LCoS) 변조기들에서와 같이, 이미지 명암에 불리하게 영향을 미치는 지점으로 블랙 레벨들을 증가시키지 않은 저 수렴 역 반사를 포함하지만 이로 제한되지 않는다.
도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 예들이 도시되고, 여기서 시간적 컬러 분리기(514)는 사이언 컬러로 되어 있는 제 1 컬러 필터(516) 및 옐로우 컬러로 되어 있는 제 2 컬러 필터(517)를 구비하는 컬러 휠(color wheel)이다. 그와 같은 예들에서, 후방 변조기들(550 및 560)은 반사형 LCoS 변조기들이고, 전방 변조기(570)는 투과형 LCD-형 변조기이고, 필터(572)는 복수의 그린-마젠타 서브-픽셀들을 가질 수 있다. 구체적으로 도시되지 않지만, 컬러 휠은 무엇보다도, 동작을 용이하게 하기 위해, 모터와 같은 전기-기계 구성요소들을 포함할 수 있음을 주목하라. 시간적 컬러 분리 디바이스들의 다른 유형들은: 컬러 드럼들 또는 실린더들, 전기적 제어 선택 편광 필터들, 이색성 컬러 분리 디바이스들, 및 시간의 함수로서 발광원들을 생성할 수 있는 다른 컬러-분리 디바이스들을 포함하여 이용될 수 있으나 이로 제한되지 않는 것을 더 주목하라. 또 다른 추가적인 예들에서, 2개의 후방 변조기들에 대한 블루 및 옐로우 컬러 필터들과 같은 후방 변조기들에 대한 컬러 필터들은 컬러 에러들을 방지하고 후방 변조기들에서 고 해상도 제어를 통합하는 기술들 및 이미지 프로세싱 회로소자와 함께 이용될 수 있다. 다른 예들에서, 다른 유형들의 방사형 및 투과형 변조기들은 투사 시스템의 광 경로의 특정한 구성들에 따라 적절할 때 이용될 수 있음을 주목하라.
조명 엔진(512)은 광 경로를 따르며 컬러 휠에 입사하는 편광 백색 광을 공급하도록 구성될 수 있다. 사이언 및 옐로우 컬러 필터들은 회전하는 컬러 휠의 함수에 따라 경과하는 시간의 지속기간 동안 순차적으로 위치될 수 있다.
도 5a에 도시되는 바와 같이, 제 1 시간 필드 동안, 사이언 필터는, 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기에 의해 조정되는 바에 따라, 사이언 컬러의 제 1 발광원(518)가 RSF(522)에 공급되도록 광 경로 내에 있다. RSF(522)는 사이언 발광원을 원색들(532 및 534)을 포함하는 컬러들의 제 1 서브세트로 변환할 수 있고, 그 결과에 따라 이 컬러들의 제 1 서브세트가 PBS(526)에 공급될 수 있다. 제 1 원색(532)은 블루이고 s-편광되어 있으며 제 1 원색(534)은 그린이며 p-편광되어 있다. 블루 및 그린 광 필드들의 제 1 서브세트가 PBS(526)로 진입할 때, 그린의 원색(534)은 복굴절 면(528)을 통과하여 후방 변조기(550)를 조명하고, 후방 변조기(550)가 변조되면, 그린 서브-이미지(예를 들면, 도 1에서의 152)를 입력 이미지의 그린 컬러의 저 해상도 버전으로 생성한다. 후방 변조기(550)의 반사 백킹은 p-대-s SOP의 변환을 발생시키도록 구성되어, s-편광을 갖는 그린 저 해상도 서브-이미지를 표현하는 원색 광 필드(535)가 후방 변조기(550)에 의해 광 경로를 따라 복굴절 면(528) 방향으로 반사된다. 원색(535)에 의해 표현되는 그린 컬러의 저 해상도 서브-이미지는 차례대로 면(528)으로부터 반사되고 전방 변조기(570)를 조명하도록 지향될 수 있다.
동시에(또는 실질적으로 동시에) 제 1 시간 필드 동안에 및 PBS(526) 내에, 블루의 원색(532)은 복굴절 면(528)으로부터 반사되어 전방 변조기(560)를 조명할 수 있고, 전방 변조기(560)는 변조될 때 블루 서브-이미지를 입력 이미지의 블루 컬러의 저 해상도 버전으로 생성할 수 있다. 후방 변조기(560)의 반사 백킹은 s-대-p SOP의 변환을 발생시키도록 구성되어, 원색 광 필드(533)에 의해 표현되는 바와 같이, p-편광을 갖는 블루 저 해상도 서브-이미지가 광 경로를 따라 복굴절 면(528) 방향으로 및 상기 복굴절 면(528)를 통하도록 반사된다. 원색(533)에 의해 표현되는 블루 컬러의 저 해상도 서브-이미지는 변조기(570)를 조명할 수 있다. 따라서, 제 1 시간 필드 동안, 원색 광 필드들(533 및 535)에 의해 표현되는 서브-이미지들의 서브세트는 변조기(570) 상에서 중첩된다.
도 5b에 도시되는 바와 같이, 제 2 시간 필드 동안, 옐로우 필터는, 발광원 동기장치 및 하비브리드 합성 제어기에 의해 조정되는 바에 따라, 제 2 발광원(519)(엘로우 컬러의)가 RSF(522)에 공급되도록 위치된다. RSF(522)는 옐로우 발광원을 (제 2 및 제 3) 원색들(534 및 536)을 포함하는 컬러들의 서브세트로 변환할 수 있고, 그 결과로서 컬러들의 제 2 서브세트가 PBS(526)에 공급된다. 이 예들에서, 제 3 원색(536)은 레드이고 s-편광될 수 있고, 제 2 원색(534)은 그린이고 p-편광될 수 있다. 레드 및 그린 광 필드들의 제 2서브세트가 PBS(526)로 진입할 때, 그린의 원색(534)은 복굴절 면(528)을 통과하여 후방 변조기(550)를 조명하고, 후방 변조기(550)는 변조될 때 입력 이미지의 그린 컬러의 저 해상도 버전인 그린 컬러의 서브-이미지를 생성한다. 도 5a에서 상술한 바와 같이, 그린의 원색(534)은 면(528)을 통과하고, 후방 변조기(550)를 조명하고, 원색 광 필드(535)에 의해 표현되는 s-SOP를 갖는 그린 컬러의 저 해상도 서브-이미지를 생성하도록 변조되고, 변조기(550)의 반사 백킹에 의해 및 면(528)에 의해 변조기(570)를 조명하도록 지향될 수 있다.
동시에(또는 실질적으로 동시에) 제 2 시간 필드 동안 및 PBS(526) 내에, 레드의 원색(536)은 복굴절 면(528)으로부터 반사되어 후방 변조기(560)를 조명하고, 후방 변조기(560)는 변조될 때 입력 이미지의 레드 컬러의 저 해상도 버전인 레드 서브-이미지를 생성한다. 후방 변조기(560)의 반사 백킹은 s-대-p SOP의 변환을 발생시키도록 구성되어, 원색 컬러 광 필드(537)에 의해 표현되는 p-편광의 레드 서브-이미지가 변조기(560)에 의해 광 경로를 따라 복굴절 면(528) 방향으로 상기 복굴절 면(528)을 통하도록 반사된다. 따라서, 제 2 시간 필드 동안, 원색 컬러 광 필드들(535 및 537)에 의해 표현되는 서브-이미지들의 서브세트는 변조기(570) 상에서 중첩된다.
도 5a를 도 5b와 비교함으로써, s-편광된 블루 또는 레드 광을 후방 변조기(560)에 공급하여 각각의 시간 간격들, 즉 제 1 시간 필드 및 제 2 시간 필드에서, 블루 또는 레드 광이 후방 변조기(560)로부터 반사되도록 구성되는 것을 주목하라. 이와 같으므로, 후방 변조기(560)는 블루 변조기로서 및 레드 변조기로서 동작하도록 구성되고, 프레임에 따라 자신의 역할을 이리저리 전환한다. 후방 변조기(560)는 각각의 시간의 타임-슬라이스(time slice)에서 블루 또는 레드 s-편광된 광을 수용하도록 적응될 수 있고, 블루 또는 레드 광이 면(528)을 통하여 투사되어 전방 변조기(570)를 조명하도록 하기 위해 SOP를 p-편광으로 변경할 수 있다. 시간적 컬러 스위칭(switching)의 예는 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따른, 하이브리드 컬러 합성의 예의 도표를 도시하는 도 11에 도시될 수 있다.
제 1 시간 필드 동안, 전방 변조기(570)는, 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기에 의해 조정되는 바에 따라, 그린 및 블루 저 해상도 중첩 서브-이미지들을 입력 이미지로부터 도출되는 데이터와 연관되는 고 해상도 서브-이미지로 변조하도록 구성되어, 필터(572)의 그린 및 마젠타 서브 픽셀들을 조명함으로써, 사이언(그린 + 블루) 컬러를 갖는 제 1 출력 서브-이미지(582)가 생성된다. 제 2 시간 필드 동안, 전방 변조기(570)는 입력 이미지로부터 도출되는 데이터와 연관되는 고 해상도 서브-이미지로 그린 및 레드 저 해상도 중첩 서브-이미지들을 변조하도록 구성되어 필터(572)의 그린 및 마젠타 서브-픽셀들이 조명됨으로써, 옐로우(그린 + 레드) 컬러를 갖는 제 1 출력 서브-이미지(584)가 생성된다. 제 1 및 제 2 시간 필드들 모두에 걸쳐: 우선 전방 변조기(570)에서 제 1 및 제 2 출력 서브-이미지들(582 및 584)을 두 시간 필드들에 걸쳐 순차적으로 및 연속해서 이미지화함으로써 시간적 컬러 합성으로; 두번째로 변조기(570)에서 서브 이미지들(582 및 584)의 고 해상도 서브-이미지와의 공간 3차원 컬러 합성에 의해 렌즈 어셈블리(574)에 의해 투사되도록 구성되는 고 동적 범위 명암비를 갖는 투사가능한 이미지를 생성하여, 하이브리드 컬러 합성이 달성된다.
도 5a 및 도 5b의 고 동적 범위 투사 시스템들은 다양한 실시예들에 따르면, 백라이트 필드들 및 컬러 필터들(예를 들면, 픽셀 모자이크들에서의)의 다른 컬러 결합을 이용하여 구현될 수 있다. 그와 같은 결합들의 예들은 도 11 및 도 12에서 도시된다. 대안의 실시예들에서, 도 5a 및 도 5b의 고 동적 범위 투사 시스템들은 고 해상도 투사가능한 이미지들을 생성하기 위해 전방 변조기(570) 및 필터(572)와 공동 동작하도록 구성되는 추가 전방 변조기(570') 및 선택사양인 추가 필터(572')를 포함하도록 변경된다. 일부 실시예들에서, 전방 변조기들(570 및 570') 및 필터들(572 및 572')은 도 1의 구성요소들(170 및 170') 및 구성요소들(171 및 171')과 유사하게 동작하도록 배열된다. 일부 실시예들에서, 전방 변조기들(570 및 570')은 필터(572)를 공유하도록 구성된다.
도 5c는 대안의 실시예들에 따른, 도 5a 및 도 5b의 편광 빔 분리기의 일부분의 다른 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 편광 빔 분리기(526)는 편광 빔 분리기("PBS 1")(526a) 및 편광 빔 분리기("PBS 2")(526b)를 포함할 수 있다. 편광 빈 분리기("PBS 1")(526a)는 도 5a 및 도 5b에 도시되었던 것과 유사하거나 동일한 구조 및/또는 기능을 포함할 수 있다. 도 5c의 편광 빔 분리기(526)는 예를 들면, 그린 컬러의 저 해상도 서브-이미지의 편광, 및/또는 레드 컬러 및 블루 컬러의 저 해상도 서브-이미지들의 편광을 수정하여 편광된 그린 서브-이미지(532a) 또는 편광된 블루 서브-이미지(534a)(또는 레드 서브-이미지(536a))를 생성하기 위해서 지연 스택 필터(522a)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 그린 서브-이미지(532a) 및 편광된 블루 서브-이미지(534a)(또는 레드 서브-이미지((536a))는 서브-이미지들(532a, 534, 및 536a)이 복굴절 면(528a)을 통과하여 전방 변조기(570a)를 조명하도록 하기 위해 등가의 편광의 상태(SOP)를 가지도록 편광된다. 도시된 예에서, 전방 변조기(570a)는 본원에서 기술되는 것들 중 임의의 변조기와 같은 반사형 변조기이고, 필터(572)(예를 들면, 컬러 요소들의 어레이)와 함께 동작할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전방 변조기(570a)는 LCoS 변조기와 같이, 상대적으로 고 새상도의 반사 유형이다. 동작 시에, 전방 변조기(570a)는 서브-이미지들을 중첩하여 투사가능한 이미지들을 생성하기 위해 복굴절 면(528a)에 의해 반사되는 고 해상도 서브-이미지들(582 및 584)을 생성한다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 적어도 일부 실시예들에 따른, 고 동적 범위 투사 시스템의 다른 예들을 도시한다. 도 6a 내지 도 6b의 투사 시스템들은 반사형 저 해상도 후방 변조기들 및 더 높은 해상도의 전방 변조기로 구성될 수 있다. 도 6a는 조명 엔진(612), 스펙트럼-광학 어셈블리(613), 후방 변조기(650), 후방 변조기(660), 필터(672)를 구비하는 전방 변조기(670), 및 투사 렌즈 어셈블리(674)를 포함할 수 있는 투사 시스템(600)을 도시한다. 조명 엔진(612)은 광원(602), 광 호모지나이저(604L), 광 호모지나이저(604R), 필터(606), 및 콜리메이팅 옵틱스(608)를 포함할 수 있고, 이들 모두는 도 5a 내지 도 5b에 관하여 상술한 조명 엔진(512)과 유사하게 기능을 행할 수 있다.
스펙트럼-광학 어셈블리(613)는 시간적 컬러 분리기(614), 지연 스택 필터(622), 복굴절 면(628)을 구비하는 편광 빔 분리기(PBS)(628), 복굴절 면(644)을 구비하는 PBS(642), 복굴절 면(648)을 구비하는 PBS(646), 및 복굴절 면(654)을 구비하는 PBS(652)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 시간적 컬러 분리기(614)는 사이언 광을 방출하도록 구성되는 제 1 컬러 필터(616) 및 옐로우 광을 방출하도록 구성되는 제 2 컬러 필터(617)를 구비하며, 시간적 컬러 분리기(514)와 유사한 분배기(615)를 가지는 컬러 휠일 수 있다. 더욱이, 후방 변조기들(650 및 660)을 반사형 LCoS 변조기들이고, 전방 변조기(670)는 투과형 LCD-형변조기이고, 필터(672)는 그린-마젠타 서브-픽셀들의 어레이를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 다른 시간적 컬러-분리 디바이스들 및/또는 다른 유형들의 반사형 및 투과형 변조기들은 투사 시스템에 대한 특정한 광 경로의 구조에 적절하게 이용될 수 있음을 주목하라. 조명 엔진(612)은 편광 백색 광(609)을 광 경로를 따라 컬러 휠로 공급하도록 구성될 수 있다. 컬러 휠의 사이언 및 옐로우 컬러 필터들은 회전하는 컬러 휠의 함수에 따라 경과하는 시간의 지속기간 동안 광 경로를 따라 순차적으로 위치될 수 있다.
도 6a에 도시되는 바와 같이, 사이언 필터는 사이언 컬러의 제 1 발광원(618)가 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기에 의해 조정되는 바에 따라, 사이언 컬러의 제 1 발광원(618)가 RSF(622)에 공급되도록 제 1 시간 필드 동안 광 경로 내에 배치된다. RSF(622)는 사이언 컬러의 발광원을 원색들(632 및 634)을 포함하는 컬러들의 제 1 서브세트로 변환할 수 있고, 그 결과로서 컬러들의 제 1 서브세트가 PBS(626)에 공급된다. 제 1 원색(632)은 블루이며 s-편광될 수 있고, 제 2 원색(634)은 그린이며 p-편광될 수 있다. 블루 및 그린 광 상태의 광 패턴들의 제 1 서브세트가 PBS(626)에 진입할 때, 그린(예를 들면, 그린 광 패턴)의 원색(634)은 복굴절 면(628)을 통과하고, PBS(652)에 진입하고, 복굴절 면(654)을 통과하고, 후방 변조기(650)를 조명한다. 후방 벼조기(650)는 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기에 의해 제어될 때, 그린 서브-이미지를 입력 이미지의 그린 컬러의 저 해상도 버전으로 생성할 수 있다. 후방 변조기(650)의 반사 백킹은 p-대-s SOP의 변환을 발생시키도록 구성되어, s-편광을 갖는 그린 서브-이미지를 표현하는 원색 광 필드(635)는 후방 변조기(650)에 의해 복굴절 면(654) 방향으로 반사되고, 차례대로 상기 면(654)에 의해 광 경로를 따라 PBS(646)으로 반사된다.원색(635)에 의해 표현되는 그린 서브-이미지는 PBS(646)에 진입하고, 면(648)으로부터 반사되어 전방 변조기(670)를 조명한다.
동시에(또는 실질적으로 동시에) 제 1 시간 필드 동안 및 PBS(626) 내에, 블루의 원색(632)은 복굴절 면(628)으로부터 반사되어 후방 변조기(660)를 조명한다. 후방 변조기(660)는 발광 동조화기 및 하이브리드 합성 제어기에 의해 제어될 때, 입력 이미지의 블루 컬러의 저 해상도 버전인 블루 서브-이미지를 생성할 수 있다. 후방 변조기(660)의 반사 백킹은 원색(632)에 대한 s-대-p SOP의 변환으로 하여금 p-편광을 갖는 블루 서브-이미지를 표현하는 원색 광 필드(633)를 생성하도록 구성되고, 후방 변조기(660)에 의해, 광 경로를 따라 복굴절 면(644) 방향으로 상기 복굴절 면(644)을 통하여 PBS(646) 방향으로 반사된다. 원색(633)은 PBS(646)에 진입하고, 면(648)을 통과하고, 고 해상도 변조기(670)를 조명한다. 따라서, 제 1 시간 필드 동안, 원색 컬러 광 필드들(633 및 635)에 의해 표현되는 서브-이미지들의 서브세트는 변조기(670) 상에서 중첩된다.
도 6b에 도시되는 바와 같이, 제 2 시간 필드 동안, 옐로우 필터는, 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기에 의해 조정되는 바에 따라, 제 2 발광원(619)(옐로우 컬러의)가 RSF(622)에 적용될 수 있도록 광 경로 내에 배치된다. RSF(622)는 옐로우 발광기를 PBS(626)에 공급되는 원색들(634 및 636)을 포함하는 컬러들의 제 2 서브세트로 변환할 수 있다. 이 예들에서, 제 3 원색(636)은 s-편광의 레드 서브-이미지를 표현할 수 있고, 제 2 원색(634)은 p-편광의 그린 서브-이미지를 나타낼 수 있다. 레드 및 그린 광의 제 2 서브세트가 PBS(626)에 진입할 때, 그린 서브-이미지를 표현하는 원색(634)은 복굴절 면(628)을 통과하고, PBS(654)에 진입하고, 면(654)을 통과하고, 후방 변조기(650)를 조명한다. 그 다음 변조기(650)는 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기의 조정 하에, 입력 이미지의 그린 컬러의 저 해상도 버전인 그린 서브-이미지를 생성할 수 있다. 후방 변조기(650)의 반사 백킹은 s-편광을 갖는 그린 서브-이미지에 의해 표현되는 바와 같이, 원색 광 필드(635)가 후방 변조기(650)에 의해 면(654)으로 반사되고, 그 결과로서 상기 면(654)이 제 2 원색(635)을 PBS(646) 방향으로 반사할 수 있다. 그 다음 원색 광 필드(635)는 PBS(646)에 진입할 수 있고, 면(548)에 의해 반사되어 전방 변조기(670)를 조명한다.
동시에(또는 실질적으로 동시에) 제 2 시간 필드 동안 및 PBS(626) 내에, 레드의 제 3 원색(636)은 복굴절 면(628)으로부터 반사되어 PBS(642)에 진입할 수 있다. 그 다음, 원색(636)은 면(644)로부터 반사되어 후방 변조기(660)를 조명한다. 그 후에, 후방 변조기(660)는 발광원 동기화기 및 하이브리드 합성 제어기의 조정 하에, 입력 이미지의 레드-컬러의 저 해상도 버전인 레드 서브-이미지를 생성할 수 있다. 후방 변조기(660)의 반사 백킹은 s-대-p SOP의 변환을 발생시키도록 구성되어, p-편광을 갖는 레드 서브-이미지를 표현할 수 있는 원색 컬러 광 필드(637)가 후방 변조기(660)에 의해 광 경로를 따라 복굴절 면(644)을 통하여 PBS(646) 방향으로 반사된다. 그 다음 원색(637)은 PBS(644)에 진입하고, 면(648)을 통과하고, 전방 변조기(670)를 조명한다. 따라서, 제 2 시간 필드 동안, 원색 광 필드들(635 및 637)에 의해 표현되는 서브-이미지들의 서브세트는 변조기(670) 상에서 중첩된다.
제 1 시간 필드 동안, 전방 변조기(670)는, 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기에 의해서 조정되는 바에 따라, 그린 및 블루 저 해상도 중첩 서브-이미지들을 입력 이미지로부터 도출되는 데이터와 연관되는 고 해상도 서브-이미지로 변조하도록 구성되어, 필터(672)의 그린 및 마젠타 서브-픽셀들을 조명함으로써, 사이언(그린 + 블루) 컬러를 갖는 제 1 출력 서브-이미지(682)를 생성한다. 제 2 시간 필드 동안, 전방 변조기(670)는 입력 이미지로부터 수신되는 데어터와 연관되는 고 해상도 서브-이미지로 그린 및 레드 저 해상도 중첩 서브-이미지들을 변조하도록 구성되어, 필터(672)의 그린 및 마젠타 서브-픽셀들을 조명함으로써 옐로우(그린 + 레드) 컬러를 갖는 제 2 출력 서브-이미지(684)를 생성한다. 제 1 및 제 2 시간 필드들 이 양쪽 모두에 걸쳐, 하이브리드 컬러 합성은: 우선 전방 변조기(670)에서 두 시간 필드들에 걸쳐 제 1 및 제 2 출력 서브-이미지들(682 및 684)을 순차적으로 및 연속해서 이미지화함으로써 시간적 컬러 합성으로; 및 변조기(670)에서 서브-이미지들(682 및 684)의 고 해상도 서브-이미지 및 필터(672)와의 공간 3차원 컬러 합성에 의해 렌즈 어셈블로(674)로 투사되도록 구성되는 고 동적 범위 명암비를 갖는 투사가능한 이미지를 생성하여 달성된다.
도 6a 및 도 6b의 고 동적 범위 투사 시스템들은 다양한 실시예들에 따라, 백라이트 필드들 및 컬러 필터들(예를 들면, 픽셀 모자이크들 내이)의 임의의 다른 컬러 정보를 이용하여 구현된다. 그와 같은 결합들의 예들은 도 11 및 도 12에 e시된다. 일부 예들에서, 변조기(670)는 예를 들면, 도 5c의 변조기와 유사한 반사-형 변조기로 구현된다. 또 다른 실시예들에서, 도 6a 내지 도 6b의 고 동적 범위 투사 시스템들은 고 해상도 투사가능한 이미지들을 생성하기 위해 변조기(670 및 672)와 공동 동작하도록 구성되는 추가 변조기(670') 및 추가 필터(672')(도시되지 않음)를 포함하도록 구성된다. 예를 들면, 변조기들(670 및 670') 및 필터들(672 및 672')은 도 1의 구성요소들(170 및 170') 및 구성요소들(171 및 171')과 유사하게 동작하도록 배열된다. 일부 실시예들에서, 전방 변조기들(670 및 670')은 예를 들면, 스펙트럼-광학 어셈블리(613) 내의 적절한 위치들에 배치되는 필터(672)를 공유하도록 구성된다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 적어도 일부 실시에들에 따른, 고 동적 범위 투사 시스템의 또 다른 예들을 도시한다. 일부 실시예들에서, HDR 투사 시스템은 투과형 저 해상도 후방 변조기들 및 고 해상도 전방 변조기와 함께 이용된다. 도 7a에서, 투사 시스템(700)은 조명 엔진(712), 스펙트럼-광학 어셈블리(713), 후방 변조기(750), 후방 변조기(760), 필터(772)를 구비하는 전방 변조기(770), 및 투사 렌즈 어셈블리(774)를 포함할 수 있다. 조명 엔진(712)은 광원(702), 광 호모지나이저(704L), 광 호모지나이저(704R), 필터(706), 및 콜리메이팅 옵틱스(708)를 포함할 수 있고, 이들 모두는 도 5a 내지 도 5b, 도 6a 내지 도 6b에 각각 상술한 조명 엔진들(512 및 612)과 유사하게 기능을 행할 수 있다. 조명 엔진(712)는 시간적 컬러 분리기(714)로의 광 경로에 따라 현저하게 s-편광되어 있는 백색 광(709)을 공급한다.
스펙트럼-광학 어셈블리(713)는 시간적 컬러 분리기(714), 밀러들(721, 725, 및 745), 이색성 밀러(723), 필터들(726, 727, 746, 및 747), 및 복굴절 면(754)을 구비하는 편광 빔 분리기(PBS)(752)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 시간적 컬러 분리기(714)는 분배기(715)를 구비하는 컬러 휠이고, 여기서 제 1 컬러 필터(716)는 사이언 광을 방출하도록 구성되고, 제 2 컬러 필터(717)는 옐로우 광을 방출하도록 구성된다. 사이언 및 옐로우 컬러 필터들은 도 5a 내지 도 5b, 도 6a 내지 도 6b에서 상술한 바와 같은 방법으로, 컬러 휠의 회전에 의해 결정되는, 시간의 함수로서 광 경로를 따라 순차적으로 위치된다. 그와 같은 예들에서, 후방 변조기들(750 및 760)은 투가 LCD-형 변조기들 또는 LCD 마이크로디스플레이(microdisplay)들이고, 전방 변조기(770)는 투과 LCD-형 변조기이고, 필터(772)는 복수의 그린-마젠타 서브-픽셀들을 가질 수 있다. 그와 같은 예들에서, PBS(752)는 X-큐브, 컬러 결합 큐브, 또는 분리되었던 광의 특정한 컬러들을 재결합하는 긴으을 행하는 임의의 다른 컬러 결합 시스템일 수 있으나, 이로 제한되지 않는다. 도시된 예들에서, 도 7a 및 도 7b는 편광 빔 분리기의 이용을 도시한다. 다른 예들에서, 컬러 결합 큐브는 상이한 컬러들의 상이한 광 패턴들을 중첩시킴으로써 컬러 합성을 용이하게 한다. 또 다른 예들에서, 다른 시간적 컬러 분리 디바이스들, 및 다른 유형들의 투과형 변조기들이 스펙트럼-광학 어셈블리의 특정한 구성들에 이용될 수 있거나 다른 구성요소들이 투사 시스템에 대한 광 경로를 결정하는데 이용될 수 있음을 주목하라. 밀러들(721, 725, 및 745)은 광 경로에 상응하는 각으로 지향되도록 자신에게 입사하는 광을 반사할 수 있고, 이색성 밀러(723)는 광의 특정한 컬러들을 공간적으로 분리하는 기능을 행할 수 있다. 예를 들면, 이색성 밀러(723)는 특정한 파장(즉, 특정한 컬러의 범위들에 대응하는)의 광을 선택적으로 통과하고 다른 파장들의 광(즉, 다른 컬러들에 대응하는)을 반사하는 박막 컬러 필터이다. 이색성 밀러(723)의 여과 응답은 인입하는 광 필드의 입사 광에 좌우될 수 있음을 주목하라. 필터들(726 및 746)은 광 경로를 따라 다른 광학 구성요소들에 의해 각각 전송되거나 반사되도록 하기 위해, 자신에게 입사하는 각각의 광 필드들의 편광의 상태(SOP)를 서로 직교하도록 변경하는 기능을 행할 수 있다. 일부 실시예들에서, SOP는 투사되는 이미지에 따라, 0에서 90도 만큼 픽셀 대 픽셀(pixel-by-pixel) 기반(또는 서브-픽셀 대 서브-픽셀 기반)으로 변경된다. 일부 예들에서, 필터들(726 및 746)은 클린-업(clean-up) 필터들로 칭해지고, 와이어-그리드(wire-grid)(반사형) 편광기들 및 흡수형 편광기들을 포함할 수 있으나, 이로 제한되지 않는다. 분석기들로 상호 교환하여 칭해질 수 있는 필터들(727 및 747)은 후방 변조기(750) 및 후방 변조기(760)의 이미지화하는 측에 배치될 수 있다. 일부 예들애서, 필터들(726 및 746)은 선택사양이다. 다른 예들에서, 필터들(726 및 746)은 분리되었던 광의 컬러들이 특정한 유형들의 PBS(752)와 공동 동작할 수 있도록 상기 컬러들을 편광하는 기능을 행할 수 있다. 더욱이, PBS(752)는 컬러 결합 큐브로 구현되고, 필터들(727 및 747)은 각각 레드 및 그린 광을 편광시켜 s-편광을 가지도록 구성되고 블루 광을 편광시켜 p-편광을 가지도록 구성된다. 다른 예들에서, 필터들(727 및 747)은 원하는 투사가능한 이미지를 제공하기 위해 광을 투과하거나 흡수하도록 후방 변조기들(750 및 760)와 공동 동작할 수 있다.
도 7a에 도시되는 바와 같이, 사이언 필터는 사이언 광의 제 1 발광원(718)가 사이언 광을 이색성 밀러(723) 방향으로 반사시키는 밀러(721)에 공급되도록 하기 위해, 제1 시간 필드 동안 광 경로 내에 있다. 그 후에 이색성 밀러(723)는 사이언 발광원을, 원색들(732 및 734)을 포함하는 컬러들의 제 1 서브세트로 분리할 수 있다. 이색성 밀러(723)가 원색(734)을 그린 광으로 밀러(725)에 반사하고, 그 결과로서, 밀러(725)는 그린 광을 필터(726) 방향으로 지향시킨다. 적어도 하나의 실시예에서, 원색(734)에 대한 광은 발광원(718)의 편광에 기초하여, s-편광되도록 생성될 수 있다. 이 경우에, 필터(726)는 원색(734)에 대한 광을 s-편광된 광으로 수용하도록 구성될 수 있다. 후방 변조기(750)는 원색(734)에 대한 그린 광을 변조하도록 구성되어, 발광원 동기화기 및 하이브리드 합성 제어기에 의해 조정되는 바에 따라, 입력 이미지의 그린 컬러의 저 해상도 버전인 그린 서브-이미지를 생성한다. 이 경우에, 필터(727)는 원색(734)에 대한 광이 PBS(752)에 진입하는 p-편광된 광 필드(735)(예를 들면, 그린 서브-이미지)가 되도록 원색(734)에 대한 광을 향하여 편광을 재지향(즉, 필터링)하도록 구성된다. 그 다음 광 필드(735)(예를 들면, p-편광된 그린 서브-이미지)는 원색(735)에 의해 표현되는 바와 같이, 전방 변조기(770)를 조명하기 위해 면(754)을 통과할 수 있다.
동시에(또는 실질적으로 동시에) 제 1 시간 필드 동안, 이색성 밀러(723)는, 블루일 수 있는 제 1 원색(732)에 대한 광을 밀러(745) 방향으로 전송하는 것을 가능하게 할 수 있고, 밀러(745)는 상기 블루 광을 필터(746) 방향으로 지향시킬 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 원색(732)에 대한 광은 발광원(718)의 편광에 기초하여, s-편광되도록 생성된다. 이 경우, 필터(746)는 원색(732)에 대한 광을 s-편광된 광으로 수용하도록 구성될 수 있다. 후방 변조기(760)는 원색(732)에 대한 블루 광을 변조하도록 구성되어, 발광원 동기장치 및 하이브리드 제어기에 의해 조정되는 바에 따라, 입력 이미지의 블루 컬러의 저 해상도 버전인 블루 휘도 서브-이미지(733)를 생성한다. 예를 들면, 블루 서브-이미지가 PBS(752)에 진입하고 복굴절 면(754)으로부터 반사되어 전방 변조기(770)를 조명할 수 있도록 하기 위해, 필터(747)는 s-편광된 광이 통과하여 블루 광 필드(733)를 생성할 수 있도록 원색(732)을 필터링할 수 있다. 따라서, 제 1 시간 필드 동안, s-편광될 수 있는 원색 광 필드(733) 및 p-편광될 수 있는 광 필드(735)에 의해 표현되는 서브-이미지들의 서브세트가 변조기(770)에서 중첩된다.
일부 실시예들에서, s-편광된 블루 광(732)(또는 도 6b의 s-편광된 레드 광(736))은 예를 들을 반파 플레이트들을 이용하는 것과 같이, 공지되어 있는 광학 기술들을 이용함으로써 p-편광된 광으로 변경된다. 그 후에 필터(746)는 블루 광(732) 및 레드 광(736)을 p-편광된 광으로 수용하도록 구성된다. 적어도 하나의 실시예에서, 필터(746)는 p-지향 클린-업 편광기로서 구성된다. 그 다음, 변조기(760)는 s-편광기로서 동작하도록 구성되는 필터(747)에 의해 s-편광된 광으로 변경될 수 있는 레드 또는 블루 광 필드를 생성할 수 있다. 그 다음, 필터(746)는 광 배출 필터(747)에 수직인 평광을 갖는 광을 필터링할 수 있다. 유사하게, 이 예에서, 그린 s-편광된 광은 s-지향 클린업 평광기로수 구성되는 필터(726)를 통과하여 변조기(750)에 도달한다. 변조기(750)는 s-편광된 광을 갖는 그린 광 필드를 생성하고 그 후에 상기 그린 광 필드는 p-편광기인 필터(727)를 통과할 수 있다. 그러므로, 그린 광 필드는 p-편광된 광으로 큐브에 지입할 수 있다. 필터(726)는 광 배출 필터(727)에 수직인 편광을 갖는 광을 필터링할 수 있다. 다른 실시예들에서, 필터들(726 및 746)은 광 배출 필터들(727 및 747)에 평행한 편광을 갖는 광을 필터링할 수 있다.
도 7b에 도시되는 바와 같이, 제 2 시간 필드 동안, 옐로우 필터는, 옐로우 광의 제 1 발광원(719)가 옐로우 광을 이색성 밀러(723) 방향으로 반사하는 밀러(721)에 공급될 수 있도록, 광 경로 내에 배치된다. 그 다음 이색성 밀러(723)는 옐로우 발광원을, 원색들(734 및 736)을 포함하는 컬러들의 제 2 서브세트로 분리할 수 있다. 도 7a에서 이전에 기술된 바와 같이, 이색성 밀러(723)는 그린 광을 필터(726) 방향으로 반사시킬 수 있는 밀러(725) 쪽으로 원색(734)을 그린 광으로 반사시킬 수 있다. 그 다음, 그린 광은 필터(726)를 통과할 수 있고, 그린 서브-이미지(739)를 생성하기 위해 후방 변조기(750)에 의해 변조될 수 있다. 그린 서브-이미지(739)는 일부 실시예들에 따라, 저 해상도로 이루어질 수 있고, 그 다음, 필터(727)를 통과하고, PBS(752)에 진입하고, 면(754)을 통과하고, 전방 변조기(770)를 조명할 수 있다. 일부 실시예들에서, 필터(727)는 그린 서브-이미지(739)에 대한 p-편광된 광을 생성하도록 구성된다.
동시에(또는 실질적으로 동시에) 제 2 시간 필드 동안, 2색성 밀러(723)는 도 7a의 필터(746)로 레드 광을 지향시킬 수 있는 밀러(745) 방향으로 원색(736)을 레드 광으로 송신하도록 구성된다. 후방 변조기(760)는 발광원 동기장치 및 하이브리드 제어기에 의해 조정되는 바와 같이, 입력 이미지의 레드 컬러의 저 해상도 버전인 레드 서브-이미지(737)를 생성하기 위해 레드 광을 변조하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 필터(747)(예를 들면, 도 7a의 필터(747)와 유사한)는 레드 서브-이미지(737)에 대하여 s-편광된 광을 생성하도록 구성된다. 예를 들면, 필터(747)는 s-편광된, 레드 광 필드(737)를 생성하기 위해 원색(736)에 대한 광을 필터링하도록 구성될 수 있다. 그 다음 레드 서브-이미지는 PBS(752)에 s-편광된 광으로 진입하고나서, 전방 변조기(770)를 조명하기 위해 복굴절 면(754)으로부터 반사될 수 있다. 따라서, 제 2 시간 필드 동안, 원색 광 필드들(739 및 737)에 의해 표현되는 서브-이미지들의 서브세트는 변조기(770)에서 중첩될 수 있다.
제 1 시간 필드 동안, 전방 변조기(770)는 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기에 의해 조정되는 바와 같이, 그린 및 블루 저 해상도 중첩 서브-이미지들을 입력 이미지로부터 도출되는 데이터와 연관되는 고 해상도 서브-이미지로 변조하도록 구성되어, 필터(772)의 그린 및 마젠타 서브-픽셀들을 조명함으로써, 사이언(그린 + 블루) 컬러를 갖는 제 1 출력 서브-이미지(782)를 생성한다. 제 2 시간 필드 동안, 전방 변조기(770)는 그린 및 레드 저 해상도 중첩 서브-이미지들을 입력 이미지로부터 수신되는 데이터와 연관되는 고 해상도 서브-이미지와 변조하도록 구성되어 필터(772)의 그린 및 마젠타 서브-픽셀들을 조명함으로써 옐로우 (그린 + 레드) 컬러를 갖는 제 2 출력 서브-이미지(784)를 생성한다. 제 1 및 제 2 시간 필드들 이 양쪽 모두에 걸쳐, 하이브리드 컬러 합성은: 우선, 전방 변조기(770)에서 두 시간 필드들에 걸쳐 제 1 및 제 2 출력 서브-이미지들(782 및 784)을 순차적이고 연속적으로 이미지화함으로써 시간적 컬러 합성으로; 및 두번째로 변조기(770)에서의 및 필터(772)에서 서브-이미지들(782 및 784)의 고 해상도 서브-이미지와의 3차원 컬러 합성으로써 렌즈 어셈블로(774)로 투사되도록 구성될 수 있는 고 동적 범위 명암비를 갖는 투사가능한 이미지를 생성하여 달성된다.
도 7a 및 도 7b의 고 동적 범위 투사 시스템들은 다양한 실시예들에 따라, 백라이트 필드들 및 컬러 필드들(예를 들면, 픽셀 모자이크에서의)의 임의의 다른 컬러 결합을 이용하여 구현될 수 있다. 그와 같은 결합들의 예들은 도 11 및 도 12에 도시된다. 일부 실시예들에서, 변조기(770)는 예를 들면, 도 5c의 변조기(570a)와 유사한 반사형 변조기로 구현된다. 또 다른 실시예들에서, 도 7a 내지 도 7b의 고 동적 범위 투사 시스템들은 변조기(770 및 772)와 공동 동작하여 고 해상도 투사가능한 이미지들을 생성하도록 구성되는 추가 변조기(770) 및 추가 필터(772')(되되지 않음)를 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 변조기들(770 및 770') 및 필터들(772 및 772')은 도 1의 구성요소들(170 및 170') 및 구성요소들(171 및 171')과 유사하게 동작하도록 배열될 수 있다. 대안의 실시예들에서, 후방 변조기들(750 및 760)은 고 해상도 서브-이미지들(예를 들면, 변조기(770)와 유사한 해상도들)을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전방 변조기들(770 및 770')은 예를 들면, 스펙트럼-광학 어셈블리(713) 내의 적절한 위치들에 배치되는 필터(772)를 공유하도록 구성된다.
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따른, 고 동적 범위 투사 시스템의 추가 예들을 도시한다. 일부 실시예들에서, HDR 투사 시스템은 후방 변조기들이 저 해상도를 가지는 디지털 마이크로밀러 디바이스(digital micromirror device: "DMD")와 함께 이용된다. 일부 실시예들에서, 후방 변조기들은 LCoS 또는 LCD 기술들과 같은 반사형 또는 투과형 기술들을 이용하여 구현된다. HDR 투사 시스템은 또한 더 높은 해상도를 갖는 하나 이상의 전방 변조기들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 후방 및 전방 변조기들은 서로 동일하거나 등가의 해상도를 가진다. 도 8a에서, 투사 시스템(800)은 조명 엔진(812), 스펙트럼-광학 어셈블리(813), 후방 변조기(850), 후방 변조기(860), 필터(872)를 구비하는 전방 변조기(870, 및 투사 렌즈 어셈블리(874)를 포함할 수 있다. 조명 엔진(812)은 상술한 바와 같이, 조명 엔진들(512, 612, 및 712)에 대한 기능과 유사할 수 있고, 광 경로를 따라 및 시간적 컬러 분리기(814)에 입사하는 백색 광(또는 광 스펙트럼)(809)을 공급할 수 있다.
스펙트럼-광학 어셈블리(813)는 시간적 컬러 분리기(814) 및 총 내부 반사(total internal reflection: TIR) 프리즘 어셈블리(840)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 분배기(815)를 구비하는 컬러 휠일 수 있고, 여기서 제 1 컬러 필터(816)는 사이언 광을 방출하도록 구성되고 제 2 컬러 필터(817)는 옐로우 광을 방출하도록 구성된다. 사이언 및 옐로우 컬러 필터들은 도 5a 내지 도 5b에서 도 7a 내지 도 7b에서 싱술한 바와 같이, 회전하는 컬러 휠에 의해 결정되는 바와 같이, 시간의 함수로서 광 경로에 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 그와 같은 예들에서, TIR 프리즘 어셈블리(840)는 컬러 프리즘들(844, 846, 및 858)에 연결되는 TIR 프리즘(842)을 포함할 수 있다. TIR 프리즘 어셈블리(840)는 조명을 비스듬히 입사하는 광으로 수용하도록 구성되는 면(843)을 포함할 수 있다. 면(843)은 광이 통과하도록 할 수 있고, 게다가 광이 프리즘의 이미징 경로 내에 있을 때 총 내부 반사를 발생시킬 수 있다. 이 예들에서, 컬러 프리즘들(844, 846, 및 848)은 광이 광 경로를 따라 이동하는 것이 가능하도록 구성된다. 프리즘(846)은 특정한 파장(즉, 컬러들의 특정한 범위에 대응하는)의 광을 선택적으로 통과시키기 위해 및 다른 파장들(예를 들면, 다른 컬러들에 대응하는)의 광을 반사하기 위해 박막 컬러 필터일 n 있는 이색성 면(847)을 포함할 수 있다. 이색성 면(847)의 여과 응답은 인입하는 광 필드의 입사 광에 좌우될 수 있음을 주목하라. 다른 예들애서, TIR 프리즘 어셈블리(840)는 3M？에 의새 생산되는 TIR 프리즘의 유형과 같은 TIR 프리즘을 구비하는 하나 이상의 프리즘들을 이용하여 구현될 수 있다.
일부 예들에서, 후방 변조기들(850 및 860)은 각각 입력 이미지의 저 해상도 버전인 서브-이미지를 생성하도록 구성되는 디지털 마이크로밀러 디바이스(DMD) 변조기일 수 있다. 다른 실시예들에서, 후방 변조기들(850 및 860)은 고 해상도를 가지는(예를 들면, 전방 변조기(870)와 유사한 해상도를 가지는) 서브-이미지들을 생성하도록 구성된다. 다양한 실시예들에 따르면, 백라이트 필드들 및 컬러 필터들(예를 들면, 픽셀 모자이크에서의)의 임의의 다른 컬러 결합을 이용하여 구현될 수 있다. 그와 같은 결합들의 예들은 도 11 및 도 12에 도시된다. 다른 예들에서, DMD 변조기들은 Texas Instrument？에 의해 제조되는 변조기들일 수 있다. 전방 변조기(870)는 투과형 LCD-형변조기일 수 있고, 필터(872)는 추가적인 예들을 통해, 복수의 그린-마젠타 서브-픽셀들을 가질 수 있다. LCosS, LCD 또는 등가의 기술들이 후방 변조기들(859 및 860)을 구현하는데 이용되는 실시예들에서, 광(809)은 HDR 투과 시스템(800)에 적절한 방향들로 광을 편광될 수 있다. 더욱이, 편광 필터들(도시되지 않음)은 각각의 후방 변조기에 대하여 구현된다. 일부 실시예들에서, 전방 변조기(870)는 DMD 디바이스를 컬러 요소들의 하나 이상의 어레이들과 함께 이용하여 구현된다. 하나의 실시예에서, 도 8a 및 도 8b의 HDR 투사 시스템은 도 1에 도시된 장치와 유사하거나 동일한 컬러 필터들의 다중 어레이들 및 다수의 전방 변조기들을 구성요소들(170 및 170') 및 구성요소들(171 및 171')로 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 2개의 추가 DMD 디바이스들은 예를 들면, 전방 변조기들 중 하나로서 구성되는 DMD와 공동으로 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전방 변조기들(870 및 870')(도시되지 않음)은 예를 들면, 스펙트럼-광학 어셈블리(813) 내의 적절한 위치들에 배치되는 필터(872)를 공유하도록 구성된다.
도 8a에 도시되는 바와 같이, 사이언 필터는 사이언 광의 제 1 발광원(818)가 TIR 프리즘 어셈블리(840)에 공급될 수 있도록, 제 1 시간 필드 동안 광 경로 내에 배치된다. 제 1 발광원(818)는 TIR 프리즘(842)에 의해 수신될 수 있고, 인터페이스(852)로부터 반사되어 면(843)을 통과하고 이색성 면(847)에 충돌할 수 있다. 그 다음 이색성 면(847)은 사이언 발광원을, 원색들(832 및 834)를 포함하는 컬러들의 제 1 서브세트로 분리할 수 있다. 그 다음 이색성 면(847)은 면(854)을 통과하는 그린 광으로서의 원색(834)의 투사가 후방 변조기(850)를 조명하도록 할 수 있다. 후방 변조기(850)는 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기에 의해 조정되는 바와 같이, 그린 광을 변조하도록 구성되어 입력 이미지의 그린-컬러의 저 해상도 버전인 그린 서브-이미지를 생성할 수 있다. 변조기(850)는 면들(854, 847, 843, 및 852)을 통과하여 전방 변조기(870)를 조명할 수 있는 광 필드(835)를 생성하기 위해 그린 서브-이미지를 반사할 수 있다.
동시에(실질적으로 동시에) 제 1 시간 필드 동안, 이색성 면(847)은 블루 광인 원색(832)의 총 내부 반사가 (843)에 의해 반사되도록 하여 후방 변조기(860)를 조명할 수 잇다. 후방 변조기(860)는 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기에 의해 조정되는 바와 같이, 블루 광을 변조하여 입력 이미지의 블루 컬러의 저 해상도 버전인 블루 서브-이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 변조기(860)는 총 내부 반사가 면들(843 및 847)에 부딪히게 되는 광 필드(833)를 생성하기 위해 블루 서브-이미지를 반사할 수 있다. 그 다음 컬러 광 필드(833)는 광 경로를 따라 지향되어 인터페이스(852)를 통과하여 전방 변조기(870)를 조명할 수 있다. 따라서, 제 1 시간 필드 동안, 원색 광 필드들(833 및 835)에 의해 표현되는 서브-이미지들의 서브세트는 변조기(870)에서 중첩될 수 있다.
도 8b에 도시되는 바와 같이, 옐로우 필터는 옐로우 광의 제 2 발광원(819)가 TIR 프리즘 어셈블리(840)에 공급될 수 있도록 제 2 시간 필드 동안 광 경로 내에 배치될 수 있다. 제 2 발광원(819)은 TIR 프리즘(842)에 진입할 수 있고, 인터페이스(852)로부터 반사되어 면(843)을 통과하여 이색성 면(847)에 충돌할 수 있다. 그 다음 이색성 면(847)은 옐로우 발광원을, 원색들(834 및 836)을 포함하는 컬러들의 제 2 서브세트로 분리할 수 있다. 이색성 면(847)으로 인해 그린 광으로서 인터페이스(854)를 통과하는 원색(834)의 전송이 후방 변조기(850)를 조명하는 것을 가능하게 할 수 있다. 후방 변조기(850)는 그린 광을 변조하여 광 필드(835)에 의해 표현되는, 그린 서브-이미지를 생성하도록 구성될 수 있고, 광 필드(835)는 반사되어 인터페이스(854), 면들(847 및 843), 및 인터페이스(852)를 걸쳐 이동하여 전방 변조기(870)를 조명할 수 있다.
동시에(실질적으로 동시에) 제 2 시간 필드 동안, 이색성 면(847)은 원색(836)의 레드 광으로서의 총 내부 반사가 면(843)에 의해 반사되어 후방 변조기(860)를 조명하도록 구성될 수 있다. 후방 변조기(860)는 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기에 의해 조정되는 바와 같이, 레드 광을 변조하여 입력 이미지의 레드 컬러의 저 해상도 버전인 레드 서브-이미지를 생성하도록 구성된다. 변조기(860)는 레드 서브-이미지를 반사하여 광 필드(837)를 생성하고, 이 광 필드의 총 내부 반사가 면들(843 및 847)에 부딪히게 되어 상기 광 필드는 인터페이스(852)를 통하여 광 경로를 따라 지향되어 전방 변조기(870)를 조명할 수 있다. 따라서, 제 2 시간 필드 동안, 원색 광 필드(835 및 837)에 의해 표현되는 서브-이미지들의 서브세트는 변조기(870) 상에서 중첩될 수 있다.
제 1 시간 필드 동안, 전방 변조기(870)는 발광원 동기장치 및 하이브리드 합성 제어기에 의해 조정되는 바와 같이, 입력 이미지로부터 도출되는 데이터와 연관되는 고 해상도 서브-이미지로 그린 및 블루 저 해상도 중첩 서브-이미지들을 변조하여, 필터(872)의 그린 및 마젠타 서브-픽셀들을 조명하도록 구성됨으로써, 사이언(그린 + 블루) 컬러를 갖는 제 1 출력 서브-이미지(882)를 생성할 수 있다. 제 2 시간 필드 동안, 전방 변조기(870)는 입력 이미지로부터 수신되는 데이터와 연관되는 고 해상도 서브-이미지로 그린 및 레드 저 해상도 중첩 서브-이미지들을 변조하여 필터(872)의 그린 및 마젠타 서브-픽셀들을 조명하도록 구성됨으로써, 옐로우(그린 + 레드) 컬러를 갖는 제 2 출력 서브-이미지(884)를 생성할 수 있다. 제 1 및 제 2 시간 필드들 이 양쪽 모두에 걸쳐, 하이브리드 컬러 합성은: 우선 전방 변조기(870)에서 두 시간 필드들에 걸쳐 제 1 및 제 2 출력 서브-이미지들(882 및 884)을 순차적으로 및 연속해서 이미지화함으로써 시간적 컬러 합성으로; 및 두번째로 변조기(870)에서 서브-이미지들(882 및 884)의 고 해상도 서브-이미지 및 필터(872)의의 공간 3차원 컬러 합성으로 인해 렌즈 어셈블로(874)로 투사되도록 구성될 수 있는 고 동적 범위 명암비를 갖는 투사가능한 이미지를 생성하여 달성될 수 있다. 도 8a 및 도 8b의 고 동적 범위 투사 시스템들은 다앙한 실시예들에 따르면, 백라이트 필드들 및 컬러 필드들(예를 들면, 픽셀 모자이크에서의)의 임의의 다른 컬러 결합을 이용하여 구현될 수 있다. 그와 같은 결합들의 예들이 도 11 및 도 12에 도시된다.
도 9는 본 발명의 적어도 일부의 실시예에 따른, 고 동적 범위 투사 시스템을 동작시키는 예를 나타내는 다른 기능 블록도를 도시한다. 도 9의 특정한 피처(feature)들은 도 2a 내지 도 2b에서 도시된 피터들과 유사할 수 있음을 주목하라. 그러나, 도 9에서, 두 발광원들(예를 들면, 사이언 및 옐로우)은 그러한 발광원들을 광 경로를 따라 투사하도록 설계되는 스펙트럼-광학 구성요소들에 따라, 및 도 2a 내지 도 2b에 도시되는 바와 같이, 원색 성분들로의 분리 없이 한 쌍의 후방 변조기들에 적용될 수 있다. 추가로, 도 9의 기능들은 시간적 컬러 분리가 있거나 없더라도, 하나의 프레임 동안 실행될 수 있다. 여기서, 도 9에서, 투사 시스템(900)은 경로(903)를 통해 조명 엔진(912)으로부터 광 스펙트럼을 수신하도록 구성되는 발광원 동기장치(930), 경로(908)를 통해 발광원 동기장치(930)에 연결되는 하이브리드 합성 제어기(940), 경로(902)를 통해 입력 이미지들(910)을 수신하도록 구성되는 하이브리드 합성 제어기(940), 후방 변조기(950), 후방 변조기(960), 전방 변조기(970), 및 데이터베이스(918)를 포함할 수 있다. 후방 변조기(950)는 경로(909)를 통해 하이브리드 합성 제어기(940)에 연결될 수 있고, 변조 요소들(951)의 그룹을 포함할 수 있다. 후방 변조기(950)는 경로(904)를 통해 발광원 동기장치(930)에 추가로 연결될 수 있다. 후방 변조기(960)는 경로(915)를 통해 하이브리드 합성 제어기(940)에 연결될 수 있고 변조 요소들(961)의 그룹을 포함할 수 있다. 후방 변조기(960)는 경로(905)를 통해 발광원 동기장치(930)에 추가로 연결될 수 있다. 데이터베이스(918)는 경로(919)를 통해 하이브리드 합성 제어기(940)에 연결될 수 있고, 그 결과로서, 하이브리드 합성 제어기(940)는 경로(920)를 통해 전방 변조기(970)에 연결될 수 있다. 전방 변조기(970)는 경로(901)를 통해 발광원 동기장치(930)에 연결될 수 있다.
2개의 후방 변조기들(950 및 960)은 경로들(915 및 916)을 통해 각각 전방 변조기(970)를 조명하도록 지향될 수 있는 저 해상도 서브-이미지들의 서브세트ㅡㄹ 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 서브세트는 제 1 발광원으로 조명되는 제 1 저 해상도 서브-부분들(922 및 923) 및 제 2 발광원으로 조명될 수 있는 제 2 저 해상도 서브-부분들(932 및 933)을 포함할 수 있다. 전방 변조기(970)는 복수의 픽셀들(971) 및 예를 들면, 서브-픽셀들(973)에 대응할 수 있는 복수의 컬러 요소들(972)을 구비하는 필터를 포함할 수 있다. 컬러 요소(972)는 제 1 서브-픽셀 요소(975) 및 제 2 서브-픽셀 요소(977)를 포함할 수 있고, 이 양쪽 모두는 일부 예들에서 컬러 제어를 제공할 수 있다. 다른 예들에서, 4개의 서브-픽셀들(973)의 각각은 픽셀(971)의 컬러 제어를 제공하도록 개별적으로 제어될 수 있다. 마젠타(M) 및 그린(G)이 서브-픽셀들(975 및 977)에 대해 각각 도시될지라도, 도 12의 표의 제 1 열에 표시되는 바와 같이 컬러 요소(972)에 대하여 다른 컬러들의 쌍들이 가능하다는 것을 주목하라.
일부 예들에서, 도 9의 후방 변조기(950) 및 전방 변조기(960)는 각각, 제 1 저 해상도 서브-이미지의 부분들(922 및 923), 및 제 2 저 해상도 서브-이미지의 부분들(932 및 933)을 포함하는 저 해상도 서브-이미지들의 서브세트를 표현하는 데이터에 따라 변조될 수 있다. 제 1 발광원이 사이언 광으로 구성되므로, 사이언 컬러의 저 해상도 서브-이미지의 부분들(922 및 923)은 그래프(921)에서의 공간 분포 휘도 세기들에 대응할 수 있고, 휘도 세기들의 값들은 데이터베이스(918)에 저장된다. 부분들(922 및 923)은 각각 휘도 임펄스들(924 및 925)에 의해 표현될 수 있고, 이로 인해 대응하는 점 확산 함수는 휘도 세기를 공간적으로 분포시켜 분포들(926 및 927)을 각각의 변조 요소들(951)에 각각 생성할 수 있다. 휘도 세기들(926 및 927)의 공간 분포는 휘도 세기 분포(938)를 갖는 사이언 컬러의 광 패턴을 형성하도록 결합될 수 있다. 제 2 발광원이 옐로우 광으로 구성되므로, 옐로우 컬러의 저 해상도 서브-이미지의 부분들(932 및 933)은 그래프(931)에서 공간 분포 휘도 세기들에 대응하고, 휘도 세기들의 값은 데이터베이스(918)에 저장될 수 있다. 부분들(932 및 933)은 각각 휘도 임펄스들(934 및 935)에 의해 표현됨으로써, 대응하는 점 확산 함수는 휘도 세기를 공간적으로 분포시켜 분포들(936 및 937)을 각각의 변조 요소(961)에 각각 생성할 수 있다. 휘도 세기들(936 및 937)의 공간 분포는 휘도 세기 분포(938)를 갖는 옐로우 광 패턴을 형성하도록 결합될 수 있다. 프레임에서, 사이언 및 옐로우 서브-이미지들은 전방 변조기(970)에서 중첩되고 상기 전방 변조기(970)를 조명할 수 있다. 전방 변조기(970)는 중첩된 서브-이미지들로 고 해상도 서브-이미지를 변조하고, 컬러 요소(972)를 통한 필터링이 투사가능한 이미지를 생성하는 것을 인에이블할 수 있다.
일부 예들에서, 후방 변조기들(950 및 960)의 저 해상도 서브-이미지들의 세트는 투사 시스템(900)의 초점면에서 후방 변조기들(950 및 960)에 물리적 오프셋을 도입합으로써 광학적으로 블러링될 수 잇다. 후방 변조기들(950, 960) 및 전방 변조기(970) 사이의 해상도 미스매칭(mismatching)은 저 해상도 이미지들의 미세한 블러링과 결합하면 물결 패턴들과 같은 임의의 교란 아티팩트들을 제거할 수 있다. 다른 예에서, 보다 높은 해상도의 전방 변조기와 연관되는 대응 픽셀들(또는 서브 픽셀들)에서 표현될 수 있는 블러의 광학적 정도를 처리할 수 있는 기술들을 포함하는, 다양한 이미징 기술들이 후방 변조기들(950, 960) 및 전방 변조기(970) 사이의 해상도의 미스매치를 수용하는데 이용될 수 있다.
사이언 및 옐로우 발광원들 사이의 낮은 휘도차는 깍밤거림을 방지함으로써, 아티팩트 완화를 개선할 수 있음을 주목하라. 추가로, 세 원색 공간(즉, RGB)의 가장 밝은 채널(예를 들면, 그린) 및 가장 어두운 채널(예를 들면, 블루) 사이의 휘도 차의 크기에 기초하는 투사가능한 이미지들과는 대조적으로, 최소화될 수 있는 휘도 차를 갖는 두 발광원들을 이용함으로써 보다 매끄러운 투사가능한 이미지들(즉, 더 매끄러운 휘도 세기 분포를 가지는 투사가능한 이미지들)이 생성된다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 적어도 일부의 실시예들에 따른, 하이브리드 컬러 합성의 예들로 두 후방 변조기들 및 하나의 전방 변조기의 분해 사시도들을 도시한다. 여기서, 도 10a는 균일한 발광원들을 변화시키는 두 개의 완전 필드 시간이 공급될 수 있는 후방 변조기들(1050 및 1060)에 대한 발광원들의 예들을 도시한다. 일부 예들에서, 발광원은 하나의 시간 필드(예를 들면, t1)에서 는 사이언 발광원(1062)일 수 있고 다른 시간 필드(예를 들면, t2)에서 옐로우 발광원(1052)일 수 있다. 이 예들에서, 전방 변조기(1069)는 마젠타 및 그린 서브-픽셀 요소들의 공간 필터(1070)를 포함할 수 있다.
도 10b 내지 도 10c는 일부 실시예들에 따른, 후방 변조기(1060)에 대한 3차원 컬러 합성 기술들을 도시한다. 유사한 기술들이 후방 변조기(1050)에 적용가능할 수 있음을 주목하라. 도 10b에서, 사이언 발광원(162)은 후방 변조기(1060)가 도 10b에 도시된 바와 같이, 전방 변조기(1069)에 입사하는 광 필드(1064)를 방출할 수 있도록, 제 1 시간 필드(t1) 동안 공급될 수 있고, 그 결과로서, 전방 변조기(1069)는 광 필드(1064)의 개별 제어부들이 필터(1070)를 통해 전송되도록 할 수 있다. 이 예들에서, 전방 변조기(1069)는 필터(1070)를 통해 블루(즉 마젠타를 통해 필터링된 사이언) 및 그린(즉, 그린을 통해 필터링된 사이언) 컬러를 전송하도록 구성되어, 블루 및 그린 컬러 정보(1073)가 출력 이미지 내에 표현되는 것을 인에이블할 수 있다. 블루 및 그린 컬러 정보(1073)는 필터(1070)에서 발생하는 공간적 컬러 합성으로 인해 인간의 시각 시스템에서 사이언으로 지각될 수 있다.
도 10c에서, 옐로우 발광원(1063)은 다음 시간 필드(t2) 동안 공급될 수 있고 후방 변조기(1060)는 전방 변조기(1069)에 입사하는 광 필터(1065)를 방출할 수 있고, 그 결과로서, 전방 변조기(1069)는 광 필드(1065)의 개별 제어되는 부분들 또는 전부가 필터(1070)를 통하여 선택적으로 전송되도록 할 수 있다. 이 예들에서, 전방 변조기(1069)는 필터(1070)를 통해 레드(즉, 마젠타를 통해 필터링된 옐로우) 및 그린(즉, 그린을 통해 필터린된 옐로우) 컬러들을 전송하도록 구성되어, 레드 및 그린 컬러 정보(1074)가 출력 이미지 내에 표현되는 것을 인에이블할 수 있다. 레드 및 그린 컬러 정보(1074)는 필터(1070)에서 발생하는 공간적 컬러 합성에 의해 인간의 시각 시스템에 의해 옐로우로 지작될 수 있다.
추가적으로, 3차원 컬러 합성은 공간적 및 시간적 도메인들에 걸쳐, 제 1 시간 필드 동안 사이언 발광원의 변조된 저 해상도 중첩 서브-이미지들 및 제 2 시간 필드 동안 옐로우 발광원의 변조된 저 해상도 중첩 서브-이미지들을 수신하는 필터(1070)에서 마젠타 및 그린 서브-픽셀 요소들의 결합으로부터 달성될 수 있다. 도 12는 예시적인 3차원 컬러 합성 결합들의 표를 예를 들면, 도시한다.
용어 복굴절을 칭함으로써 일부 실시예들에 따른, 광의 굴절의 지표가 자체의 편광 상태에 좌우되는 특정한 매체가 칭해질 수 있다. 복굴절 면들은 예를 들면, 입사하는 광의 파장 및 SOP에 따라 상이한 반사/투과 비들을 가질 수 있다.
고 동적 범위를 칭함으로써 일부 실시예들에 따른, 광 및 다크 피터들 사이의 매우 높은 밝기(휘도) 비들을 디스플레이할 수 있는 이미지들 및 이미지 시스템들이 기술될 수 있다.
반사형 실리콘 액정 표시 장치(LCoS)를 칭함으로써, 선형으로 편광되는 입사 광을 수용하고, 픽셀 대 픽셀에 기반하여(또는 서브-픽셀 대 서브-픽셀에 기반하여) 0 및 90도 사이(입사 빔에 대한)에서 구성되는 변경된 SOP를 갖는 광의 반사 빔으로 광을 반사할 수 있는 반사형 광학 구성요소가 칭해질 수 있다.
액정 디스플레이를 칭함으로써 일부 실시예들에 따라, 0 및 90도 사이의 입사 광(예를 들면, 픽셀 대 픽셀에 기반하여)의 편광의 상태를 변경하여 변경된 특성을 갖는 광을 송신할 수 있는 투과형 광학 구성요소가 칭해질 수 있다.
용어들 "광을 지향"을 칭함으로써 일부 실시예들에 따라, 반사된 광 및/또는 투사된 광이 칭해질 수 있다.
또한 광학에서 초점 비율 뜨는 구경비(relative aperture)로 공지되어 있는f-수를 칭함으로써, 일부 실시예들에 따라, 렌즈의 초점 거리의 측면에서 입사 동공의 직경이 표현될 수 있다. 일부 예들에서, f-수는 일부 실시예들에서, "유효" 애퍼처 직격에 의해 분배되는 초점 길이이다.
필드 레이트(field rate)가 투사 시스템들, 컴퓨터 판독가능한 매체, 방법들, 집적 회로들, 및 본원에 기술되는 장비들을 동작시키기 위해 60Hz로부터 120 Hz에 다가가면, 아티팩트 완화, 깜박거림 및 컬러 분산이 개선될 수 있음을 주목하라.
본원에서 명암비를 칭함으로써 풀-온(full-on) 및 풀-오프(full-off) 신호들로부터 발생하는 휘도에 의해 결정되는 비가 칭해질 수 잇다.
상술한 방법, 기술들, 프로세스들, 장치들, 컴퓨터-매체들 및 봉원에서 기술되는 시스테믈은 다양한 애플리케이션들에 적용가능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 실시예들은 모션이 있는 이미지(예를 들면, 비디오), 모션 없는 이미지들, 영상 이미지들, 및/또는 텍스트를 디스플레이하도록 구성되는 디바이스에서 구현될 수 있다. 다른 예들에서, 하나 이상의 실시예들은 전기 제품들, 아키텍처 구조들, 미적인 예술 작품, 오디오-비주얼 디바이스들, 투사 시스테믈, 데이터 투사기들, 디지털 카메라, 디지털 시계, 전자 사진들, 전자 광고들, 전자 디바이스들, 전자 사인들 게임 콘솔 및 주변 디바이스들, 그래픽 기술들, 고 동적 범위(HDR) 디스플레이들, 가정용 시어터 시스템들 및 미디어 디바이스들, 평면 패널 디스플레이들, 전지구적 위치 추적 센서들(GPS) 및 네비게이터들, 소형 컴퓨터들, 큰 디스플레이들, 의료용 디바이스들, 의료용 이미징 디바이스 또는 시스템들, MP3 플레이어들, 모바일 전화기들, 패키징(packaging), 개인 휴대용 정보 단말기(personal digital assistant PDA)들, 휴대용 컴퓨터들, 휴대용 투사기들, 투사 시스템들, 입체영상 디스플레이들, 감시용 모니터들, 텔레비전들, 텔레비전 디스플레이들, 차량-관련 제어 및/또는 모니터링 디스플레이들(예를 들면, 콕핏 디스플레이(cookpit display)들, 윈드실드 디스플레이(windshield display), 대시보드 디스플레이(dashboard display), 오토바이 헬멧 마스크 디스플레이, 차량용 후방 뷰 카메라 디스플레이 등), 시계들, 및 무선 디바이스들과 같은 디바이스들로 구현될 수 있으나, 이로 제한되지 않는다.
일부 실시예들에서, 기능들 및/또는 서브-프로세스들은 본원에서 기술되는 임의의 구조에 의해 실행될 수 있다.
일부 실시예들에서, 본원에 기술되는 방법들, 기술들 및 프로세스들은 컴퓨터 프로세서들 상의 소프트웨어 명령들에 의해 실행 및/또는 실행될 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터 또는 다른 디스플레이 제어기에서의 하나 이상의 프로세서들은 프로세서에 액세스 가능한 프로그램 메모리(예를 들면, 도 3의 저장소/메모리(322))내의 소프트웨어 명령들을 실행함으로써, 도 1, 도 2a 내지 도 2b, 도 4a 내지 도 4b, 및 도 9 내지 도 10c의 방법들을 구현할 수 있다. 추가로, 본원에서 기술되는 방법들, 기술들 및 프로세스들은 그래픽 프로세서 유닛(GPU) 또는 제어 컴퓨터, 또는 디스플레이에 연결되는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)를 잉요하여 완전 프레임 이미지들에 의해 실행될 수 있다. 이 방법들, 기술들 및 프로세스들은 프로그램 제품의 형태로 제공될 수 있고, 이 프로그램 제품은 데이터 프로세서에의해 실행될 때, 데이터 프로게서로 하여금, 그러한 방법들, 기술들, 및/또는 프로세스들을 실행하도록 하는 컴퓨터-판독가능한 명령들의 세트들을 지니는 임의의 매체 및/또는 매체들을 포함한다. 프로그램 제품들은: 플로피 디스크들을 포함하는 자기 데이터 저장 매체, 및 하드 디스크 디라이브들과 같은 물리 매체; CD ROM들 및 DVD들을 포함하는 광 데이터 저장 매체; ROM들, 플래시 RAM, 비휘발성 메모리들, 섬 드라이버(thumb driver)들 등을 포함하는 전자 데이터 저장 매체; 및 디지털 또는 아날로그 통신 링크들, 가상 메모리, 네트워크 또는 글로벌 컴퓨터 네트워크를 통한 호스팅된 저장소, 네트워크화된 서브들을 포함할 수 있으나, 이로 제한되지 않는다.
적어도 일부 예들에서, 상술한 특징들 중 임의의 특징의 구조들 및/또는 기능들은 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 회로소자 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다. 상기 구조들 및 구성 요소들 뿐만 아니라 이들의 기능들이 하나 이상의 구조들 또는 요소들과 합쳐질 수 있음을 주목하라. 대안으로, 요소들 및 이들의 기능들은 만일 존재한다면 구성 하부요소들로 세분될 수 있다. 소프트웨어로서, 상술한 기술들은 다양한 유형들의 프로그래밍 또는 포맷팅 언어들, 프레임워크들, 신택스(syntax), 애플리케이션들, 프로토콜들, 객체들, 또는 기술들을 이용하여 구현될 수 있고, C, 객체 C, C++, C#, FlexTM, Fireworks？, JavaTM, JavascriptTM, AJAX, COBOL, Fortran, ADA, XML, HTML, DHTML, XHTML, HTTP, XMPP, Ruby on Rails, 등을 포함할 수 있다. 이것들은 변할 수 있고 제공된 예들 또는 설명들로 제한되지 않는다.
본 발명의 다양한 실시예들은 시스템, 프로세스, 장치, 또는, 광, 전자, 또는 무선 통신 링크들을 통해 송신되는 컴퓨터 네트워크 또는 컴퓨터 판독가능한 저장 매체와 같은 컴퓨터 판독가능한 매체 및/또는 컴퓨터 판독가능한 매체들 상에서의 일련의 프프로그램 명령들로서 포함하는 많은 방법들로 구현될 수 있다. 일반적으로, 개시된 프로세스들의 동작은 청구항들에서 달리 제공되지 않으면, 임의의 순서로 실행될 수 있다.
하나 이상의 예들의 자세한 설명들은 본원에서 첨부 도면들과 함께 제공된다. 상세한 설명은 그와 같은 예들과 함께 제공되지만, 임의의 특정한 예로 제한되지 않는다. 범위는 단지 청구항들에 의해서만 제한되고, 많은 대안들, 변형들, 및등가물들이 포함된다. 많은 특정한 세부사항들이 철저한 이해를 제공하기 위해 명세서에 진술된다. 이 세부사항들은 예로서 제공되고 설명되는 기술들은 첨부 세부사항의 일부 또는 전부가 없이도 청구항들에 따라 실시될 수 있다. 많은 대안들, 수정들, 등가물들 및 변형들이 상기 내용들을 고려하면 가능하기 때문에, 세부사항들은 철저하거나 본 발명을 기술된 정확한 형태로 제한하도록 의도되지 않는다. 명확성을 위해, 예들과 관련되는 기술 분야들에서 공지되어 있는 기술 자료는 명세서를 불필요하게 불명료하게 하는 것을 방지하게 상세하게 설명되지 않았다.
설명을 위해, 본 명세서는 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해서 특정한 명칭을 이용한다. 그러나, 특정한 세부사항들은 본 발명을 실시하기 위해 요구되지 않음이 분명할 것이다. 실제로, 본 명세서는 본 발명의 임의의 특징 또는 양태를 임의의 실시예로 제한되는 것으로 판독되어서는 안 되고; 오히려, 하나의 예의 특징들 및 양태들은 다른 예들과 용이하게 상호 교환될 수 있다. 특히, 본원에서 기술되는 모든 장점들이 본 발명의 각각의 예에 의해 실현될 필요가 있는 것은 아니다; 오히려, 임의의 특정한 예를 상술한 장점들 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 청구항들에서, 요소들 및/또는 동작들은 청구항들에서 명시적으로 진술되지 않으면, 동작의 임의의 특정한 순서를 의미하지 않는다. 다음의 청구항들 및 이들의 등가물들이 본 발명의 범위를 규정하도록 의도된다.
100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900: 투사 시스템
316: 제어기 430: 발광원 동기장치
440: 하이브리드 합성 제어기

Claims (45)

  1. 투사 시스템(projection system)에 있어서:
    시간 간격들 동안 광 패턴들의 서브세트(subset)들을 광 경로에 제공하도록 구성되는 2개의 후방 변조기들로서, 상기 광 패턴들의 각각은 가시 광 스펙트럼 내의 파장들의 범위들의 서브세트로 입력 이미지의 저 해상도 버전을 나타내는, 상기 2개의 후방 변조기들; 및
    상기 광 경로 상에 배치되는 전방 변조기를 포함하고, 상기 전방 변조기는:
    각각 상기 광 경로를 따른 중첩을 이용하여 상기 광 패턴들의 일부분들에 대한 파장들의 범위들 중 하나 이상을 수정하고, 상기 입력 이미지에 기초하여 상기 광 패턴들의 일부분들에 대한 휘도의 값을 수정하도록 구성되는, 복수의 픽셀들을 포함하고,
    상기 전방 변조기는 상기 가시 광 스펙트럼 내의 파장들로, 상기 광 패턴들보다 더 큰 해상도를 갖는 투사가능한 이미지를 생성하도록 구성되는, 투사 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 패턴들의 서브세트들은 제 1 발광원 및 제 2 발광원에 기초하여 생성되는, 투사 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 발광원 및 제 2 발광원은 블루-옐로우, 사이언(cyan)-옐로우, 그린-마젠타(magenta), 레드-사이언, 및 마젠타-옐로우를 포함하는 그룹으로부터 컬러 쌍으로 각각 선택되는, 투사 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    광원으로부터 수신되는 광 스펙트럼을 이용하여 상기 광 경로의 하나의 종단에서 제 1 발광원 및 제 2 발광원을 생성하도록 구성되는 시간적 컬러 분리기를 추가로 포함하는, 투사 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 경로를 규정하도록 구성되는 공간적 광 어셈블리(assembly)를 추가로 포함하고, 상기 공간적 광 어셈블리는 상기 2개의 후방 변조기들 및 상기 전방 변조기 사이에 배치되는, 투사 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 패턴들의 서브세트들은:
    제 1 발광원을 이용하여 제 1 시간 필드(temporal field) 동안 상기 광 경로를 따라 제공되는 광 패턴들의 제 1 서브세트; 및
    제 2 발광원을 이용하여 제 2 시간 필드 동안 상기 광 경로를 따라 제공되는 광 패턴들의 제 2 서브세트를 포함하고,
    상기 2개의 후방 변조기들은 상기 광 패턴들의 제 1 서브세트 및 상기 광 패턴들의 제 2 서브세트를 상기 전방 벼조기에 교대로 적용하여 시간적 컬러 합성을 용이하게 하도록 구성되는, 투사 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방 변조기는:
    상기 광 패턴들의 일부분들을 수용하고 제 1 시간 필드 및 제 2 시간 필드 동안 가시 광 스펙트럼 내의 파장들의 범위들 중 하나 이상을 수정하여 각각 투사가능한 이미지를 형성하도록 구성되는 컬러 요소들의 어레이를 추가로 포함하는, 투사 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 컬러 요소들의 각각은:
    2 서브-픽셀 요소를 포함하는, 투사 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 2 서브-대역 요소는:
    서브-픽셀 컬러 필터들의 제 1 서브세트; 및
    서브-픽셀 필터들의 제 2 서브세트를 포함하는, 투사 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀들의 각각은:
    상기 서브-픽셀 컬러 필터들의 제 1 서브세트를 통해 상기 광 패턴들의 일부분들을 송신하도록 구성 가능한 서브-픽셀들의 제 1 서브세트; 및
    상기 서브-픽셀 컬러 필터들의 제 2 서브세트를 통해 상과 광 패턴들의 일부분들을 송신하도록 구성 가능한 서브-픽셀들의 제 2 서브세트를 포함하고,
    상기 서브-픽셀들의 제 1 서브세트 및 상기 서브-픽셀의 제 2 서브세트의 각각의 서브-픽셀은 개별로 제어가능한, 투사 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 2 서브-픽셀 요소는 마젠타-그린, 사이언-마젠타, 사이언-옐로워, 블루-옐로우, 마젠타-예로우, 및 레드-사이언을 포함하는 그룹으로부터 컬러 쌍으로 선택되는, 투사 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 2 서브-픽셀 요소는 제 1 발광원 및 제 2 발광원에 기초하여 상기 광 패턴들의 일부분들을 공간적으로 결합하여 상기 투사가능한 이미지에 대한 원색들을 포함하는 가시 광 스펙트럼을 달성하도록 구성되는, 투사 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 후방 변조기들은:
    제 1 후방 변조기로서,
    제 1 시간 필드 동안 상기 가시 광 스펙트럼 내의 파장들의 제 1 범위를 수신하여 제 1 광 패턴을 생성하고, 제 2 시간 필드 동안 상기 가시 광 스펙트럼 내의 파장들의 제 2 범위를 수신하여 제 2 광 패턴을 생성하도록 구성되는 변조 요소들을 포함하는, 상기 제 1 후방 변조기; 및
    제 2 후방 변조기로서,
    상기 제 1 시간 필드 및 상기 제 2 시간 필드 동안 상기 가시 광 스펙트럼 내의 파장들의 적어도 제 2 범위를 수신하여 제 2 파장 패턴을 생성하도록 구성되는 변조 요소들을 포함하는, 상기 제 2 후방 변조기를 포함하고,
    상기 변조 요소들의 수량은 상기 픽셀들의 수량보다 더 적은, 투사 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 시간 필드 동안 픽셀에 대한 제 1 휘도 값을 예측하고, 상기 제 2 시간 기간 동안 상기 픽셀에 대한 제 2 휘도 값을 예측하도록 제어기를 추하고 포함하고, 상기 제 1 휘도 값은 상기 픽셀과 연관되는 상기 제 3 광 패턴 및 제 1 광 패턴에 대한 제 1 결합 휘도 값에 기초하고, 상기 제 2 휘도 값은 상기 픽셀과 연관되는 상기 제 2 광 패턴 및 상기 제 3 광 패턴의 일부분들에 대한 제 2 결합 휘도 값에 기초하고,
    상기 제어기는 상기 제 1 시간 필드 및 상기 제 2 시간 필드 동안 각각, 상기 픽셀에 대한 입력 이미지로부터의 픽셀 데이터를 상기 제 1 결합 휘도 값으로 및 상기 제 2 결합 휘도 값으로 스케일링(scaling)하도록 추가로 구성되는, 투사 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    제 1 발광원 및 제 2 발광원의 생성이 각각의 제 1 시간 간격 및 제 2 시간 간격 동안 상기 2개의 후방 변조기들을 조명하도록 구성되는 동기장치를 추가로 포함하고, 상기 동기장치는 상기 광 패턴들의 서브세트들의 시간적 컬러 합성을 인에이블(enable)하도록 상기 전방 변조기와 공동 동작하도록 적응되는, 투사 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 패턴들의 일부분들 및 컬러 요소들 사이의 공간적 컬러 합성을 달성하도록 상기 복수의 픽셀들을 동작하도록 구성되는 제어기를 추가로 포함하는, 투사 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 패턴들의 일부분들의 공간적 및 시간적 컬러 합성을 달성하기 위한 상기 전방 변조기의 동작으로, 상기 복수의 픽셀들을 동작시키는 것으로부터 도출되는 광 패턴으로, 및 컬러 요소들로 상기 2개의 후방 변조기들의 동작을 조정하도록 구성되는 제어기를 추가로 포함하는, 투사 시스템.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방 변조기는 투과성 액정 디스플레이(LCD)-형 디바이스를 포함하고, 상기 2개의 후방 변조기들은 2개의 투과 변조기들 및 2개의 반사 변조기들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 투사 시스템.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 후방 변조기들은:
    2개의 투과형 액정 디스플레이(LCD)-형 변조기들을 포함하는, 투사 시스템.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 후방 변조기들은:
    2개의 반사형 실리콘 액정 표시 장치(liquid crystal on silicon: LCoS) 변조기들을 포함하는, 투사 시스템.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 후방 변조기들은:
    2개의 디지털 마이크로밀러 디바이스(digital micromirror device: DMD) 변조기들을 포함하는, 투사 시스템.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방 변조기들은:
    상기 입력 이미지 및 상기 입력 이미지의 저 해상도 버전 사이의 차들 및 컬러를 상기 광 패턴들의 서브세트들에 추가하여 투사가능한 이미지를 형성하도록 구성되는 고 해상도 변조기를 포함하는, 투사 시스템.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방 변조기는 고온 폴리실리콘(high temperature polysilicon: HTP) 투과 패널 및 액정 디스플레이 디바이스(LCD)-형 변조기를 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 투사 시스템.
  24. 제 1 항에 있어서,
    다른 광 경로에 배치되는 다른 전방 변조기를 추가로 포함하고,
    상기 전방 변조기 및 상기 다른 전방 변조기는 상기 경 경로 및 상기 다른 광 경로를 결합하여 상기 투사가능한 이미지를 생성하도록 구성되는, 투사 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 다른 전방 변조기는:
    각각 상기 파장들의 하나 이상의 범위들 중 적어도 하나를 수정하도록 구성되는 다른 복수의 픽셀들을 포함하는, 투사 시스템.
  26. 투사 시스템에 있어서:
    광 패턴들의 제 1 서브세트 및 광 패턴들의 제 2 서브세트를 생성하도록 구성되는 2개의 후방 변조기들로서, 각각의 서브세트는 입력 이미지의 저 해상도 버전들을 나타내고, 상기 광 패턴들의 제 1 서브세트는 제 1 스펙트럼 파워 분포(spectrum power distribution)를 갖고, 상기 광 패턴들의 제 2 서브세트는 제 2 스펙트럼 파원 분포를 가기며, 상기 제 1 스펙트럼 파원 분포 및 상기 제 2 스펙트럼 파워 분포 사이의 휘도 차는 3원색들 중 가장 밝은 채널 및 가장 어두운 채널 사이의 휘도 차보다 더 적은, 상기 2개의 후방 변조기들;
    복수의 픽셀들 및 필터를 갖는 전방 변조기; 및
    시간적 합성 이미지들의 세트를 생성하기 위해서, 상기 2개의 후방 변조기들을 선택적으로 작동시켜서 상기 광 패턴들의 제 1 서브세트 및 상기 광 패턴들의 제 2 서브세트에게 각각 제 1 시간 필드 및 제 2 시간 필드 동안 상기 전방 변조기를 조명하라고 지시하도록 구성되는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 전방 변조기로 하여금, 상기 시간적 합성 이미지들의 세트를 상기 제 1 시간 필드 및 상기 제 2 시간 필드에 걸쳐 고 해상도 광 패턴 및 상기 필터로 공간적으로 합성함으로써 투사가능한 이미지를 생성하도록 추가로 구성되는, 투사 시스템.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 전방 변조기로 하여금 상기 복수의 픽셀들의 투과율을 조정하도록 하여, 상기 광 패턴들의 제 1 서브세트 및 상기 광 패턴들의 제 2 서브세트의 선택 가능한 양이 상기 필터를 통해 투과되는 것을 인에이블(enable)하여 상기 투사가능한 이미지를 형성하도록 추가로 구성되는, 투사 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 필터는 마젠타-그린, 사이언-마젠타, 사이언-옐로우, 블루-옐로우, 마젠타-엘로우, 및 레드-옐로우를 포함하는 컬러 쌍들로부터 선택되는 복수의 2 서브-픽셀 요소들을 포함하는, 투사 시스템.
  29. 제 26 항에 있어서,
    각각 제 1 발광원 및 제 2 발광원에 상기 제 1 스펙트럼 파워 분포 및 상기 제 2 스펙트럼 파원 분포를 공급하여 상기 2개의 후방 변조기들을 조명하도록 구성되는 시간적 컬러 분리기를 추가로 포함하고, 상기 제 1 발광원 및 상기 제 2 발광원은 조명 엔진으로부터 수신되는 광 스펙트럼으로부터 도출되는, 투사 시스템.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 1 발광원 및 제 2 발광원은 블루-옐로우, 사이언-엘로우, 그린-마젠타, 사이언-마젠타, 레드-사이언, 및 마젠타-옐로우를 포함하는 컬러 쌍들로부터 선택되는, 투사 시스템.
  31. 제 26 항에 있어서,
    각각의 후방 변조기는 각각 상기 복수의 픽셀들의 중첩되지 않는 부분에 대응하는 변조 요소들의 그룹을 포함하는, 투사 시스템.
  32. 제 26 항에 있어서,
    상기 2개의 후방 변조기들은 2개의 투과형 변조기들 및 2개의 반사형 변조기들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 투사 시스템.
  33. 제 26 항에 있어서,
    상기 2개의 후방 변조기들 및 상기 전방 변조기는 각각 투과성 액정 디스플레이(LCD)-형 변조기를 포함하는, 투사 시스템.
  34. 제 26 항에 있어서,
    상기 2개의 후방 변조기들은 2개의 반사형 실리콘 액정 표시 장치(LCoS) 변조기들을 포함하고, 상기 전방 변조기는 투과형 액정 디스플레이((LCD)-형 변조기를 포함하는, 투사 시스템.
  35. 제 26 항에 있어서,
    상기 2개의 후방 변조기들은 2개의 디지털 마이크로밀러 디바이스(DMD) 변조기들을 포함하고, 상기 전방 변조기는 투과형 액정 디스플레이(LCD)-형 변조기를 포함하는, 투사 시스템.
  36. 투사 시스템에 있어서:
    제 1 명암비를 가지며 입력 이미지의 저 해상도 버전들을 나타내는 서브 이미지들의 제 1 서브세트 및 서브 이미지들의 제 2 서브세트를 생성하도록 구성되는 2개의 후방 변조기들; 및
    이미지들의 시간적 합성 세트를 생성하기 위해 상기 서브-이미지들의 제 1 서브세트 및 제 2 서브세트에 의해 조명되도록 적응되고, 상기 입력 이미지로부터 도출되고 제 2 명암비를 가지는 고 해상도 서브-이미지를 생성하도록 구성되며, 상기 고 해상도 서브-이미지 및 컬러 요소들에 의해 상기 이미지들의 시간적 합성 세트의 공간 컬러 합성으로부터 투사가능한 이미지를 형성하도록 동작하는, 전방 변조기를 포함하고,
    상기 투사가능한 이미지는 상기 제 1 명암비 및 상기 제 2 명암비의 승산 결합(multiplicative combination)으로부터 도출되는 명암비를 포함하는, 투사 시스템.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 컬러 요소들은 복수의 2 서브-픽셀 요소들을 포함하는, 투사 시스템.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 서브-이미지들의 제 1 서브세트 및 상기 서브-이미지들의 제 2 서브세트에 각각 제 1 발광원 및 제 2 발광원을 공급하도록 구성되는 시간적 컬러 분리기를 추가로 포함하고, 상기 제 1 발광원 및 상기 제 2 발광원은 조명 엔진에 의해 제공되는 광 스펙트럼으로부터 도출되는, 투사 시스템.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 2개의 후방 변조기들로 하여금 상기 서브-이미지들의 제 1 서브세트 및 상기 서브-이미지들의 제 2 서브세트에게 상기 전방 변조기를 조명하다록 명령을 하도록 구성되고, 상기 전방 변조기로 하여금 상기 고 해상도 서브-이미지 및 상기 컬러 요소들에 의해 상기 서브-이미지들의 제 1 서브세트 및 상기 서브-이미지들의 제 2 서브세트의 시간 및 공간적 합성을 실시하도록 하여 상기 투사가능한 이미지를 형성하도록 구성되는 제어기를 추가로 포함하는, 투사 시스템.
  40. 제 36 항에 있어서,
    상기 2개의 후방 변조기들은 광 경로를 따른 상기 서브 이미지들의 제 1 서브세트 및 상기 서브-이미지들의 제 2 서브세트에 상기 전방 변조기를 조명하라고 명령하도록 구성되는 2개의 저 해상도 변조기들을 포함하는, 투사 시스템.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 전방 변조기는 상기 2개의 후방 변조기들의 각각보다 더 높은 해상도와 연관되는, 투사 시스템.
  42. 투사 시스템을 동작시키기 위한 방법에 있어서:
    각각의 제 1 시간 기간 및 제 2 시간 기간 동안 각각의 제 1 발광원 및 제 2 발광원에 의해 광 패턴들의 제 1 서브세트 및 광 패턴들의 제 2 서브세트를 생성하는 단계로서, 상기 광 패턴들의 제 1 서브세트 및 상기 광 패턴들의 제 2 서브세트는 입력 이미지의 저 해상도 버전들을 나타내는, 상기 생성 단계; 및
    상기 광 패턴들의 제 1 서브세트 및 상기 광 패턴들의 제 2 서브세트를 고 해상도 서브-이미지로 및 컬러 요소들로 시간적 및 공간적으로 합성하여 투사가능한 이미지를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 투사가능한 이미지는 상기 제 1 발광원 및 제 2 발광원을 이용하여 상기 제 1 시간 필드 및 상기 제 2 시간 필드 동안 달성되는 원색들을 포함하는 가시 광 스펙트럼을 포함하는, 투사 시스템을 동작시키기 위한 방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    광 엔진으로부터 수신되는 광 스펙트럼을 상기 제 1 발광원 및 상기 제 2 발광원로 분리하는 단계; 및
    상기 제 1 발광원 및 제 2 발광원을 시간적으로 제공하여 상기 광 패턴들의 제 1 서브세트 및 상기 광 패턴들의 제 2 서브세트를 각각 생성하는 단계를 추가로 포함하는, 투사 시스템을 동작시키기 위한 방법.
  44. 투사 시스템을 동작시키기 위한 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서, 프로세서 상에서:
    각각의 제 1 시간 필드 및 제 2 시간 필드 동안 각각의 제 1 발광원 및 제 2 발광원에 의해 입력 이미지의 저 해상도 버전들을 나타내는 광 패턴들의 제 1 서브세트 및 광 패턴들의 제 2 서브세트를 생성하고;
    상기 광 패턴들의 제 1 서브세트 및 상기 광 패턴들의 제 2 서브세트를 고 해상도 서브-이미지에 의해 및 컬러 요소들에 의해 시간적 및 공간적으로 합성하도록 동작가능한 실행가능한 명령들을 포함하고, 상기 투사가능한 이미지는 상기 제 1 발광원 및 제 2 발광원을 이용하여 상기 제 1 시간 필드 및 상기 제 2 시간 필드에 걸쳐 획득되는 원색들을 포함하는 가시 광 스펙트럼을 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  45. 제 44 항에 있어서,
    프로세서 상에서:
    광 엔진으로부터 수신되는 광 스펙트럼을 상기 제 1 발광원 및 제 2 발광원로 분리하고;
    상기 제 1 발광원 및 제 2 발광원을 시간적으로 제공하여 상기 광 패턴들의 제 1 서브세트 및 상기 광 패턴들의 제 2 서브세트를 각각 생성하도록 동작가능한 실행가능한 명령들을 추가로 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
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