KR20030082583A

KR20030082583A - 테이퍼된 광 파이프를 사용하는 프로젝션 디스플레이용조명 엔진

Info

Publication number: KR20030082583A
Application number: KR10-2003-7010283A
Authority: KR
Inventors: 케네쓰 케이. 리
Original assignee: 웨이비엔, 인코포레이티드
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2003-10-22
Also published as: AU2002240203A1; EP1364252A2; WO2002063390A3; WO2002063390A2; JP2004519010A; US20020154510A1; US6739726B2; MXPA03006835A; CN1491373A; CA2435400A1; TW548508B

Abstract

TLP를 사용하는 프로젝션 디스플레이용 조명 엔진은 제1 초점과 제2 초점이 있는 반사경을 포함한다. 반사경의 제1 초점에 인접하여 배치되는 전자기 방사의 소스는 반사경으로부터 제2 초점 쪽으로 반사되는 방사선들을 방사한다. TLP는 제2 초점에 모이는 방사의 실질상 전부를 모으고 전달하며 방사의 개구수를 조정하지만, 방사의 이미지들에 의해 형성되는 면을 만곡시킨다. SLP 또는 렌즈는 TLP에 의해 전달되는 방사의 실질상 전부를 모으고 전달하며, 방사의 이미지들에 의해 형성되는 면을 평평하게 한다. 집광 렌즈는 윤곽 지연 소자에 의해 전달되는 방사의 실질상 전부를 PBS 및 프로젝션 시스템에 모으고 전달한다.

Description

테이퍼된 광 파이프를 사용하는 프로젝션 디스플레이용 조명 엔진{AN ILLUMINATION ENGINE FOR A PROJECTION DISPLAY USING A TAPERED LIGHT PIPE}

편광(polarized light)은 LCD-형 프로젝션 디스플레이에서 LCD 이미저(imagers)를 조명하는데 사용될 수 있다. LCD 이미저는 예컨대 전달되거나 반사될 수 있다. LCD 이미저로 광 입력은 LCD 픽셀들이 변조될 때 선택된 픽셀들의 편광(polarization)이 변화되는 식으로, 그리고 이미저로부터의 광 출력이 다른 편광자(polarizer)에 의하여 분해될 때 선택된 픽셀들이 어둡게 되는 식으로 편광될 수 있다. 픽셀들이 원하는 정보로 변조될 때, 상기 정보는 스크린 상으로 투사될 것이다.

그러나, 광이 편광될 때, 광의 절반만이 정확한 편광일 것이다. 나머지 절반은 부정확하게 편광될 것이다. 부정확하게 편광된 광의 일부는 50% 이상의 전체 효율을 제공하는 어떤 효율로 편광을 회전시켜서 회복될 수 있다. 부정확하게 편광된 광의 일부는 예컨대 그것을 반파장판(half-wave plate)에 통과시켜서 회복될 수 있고, 그 후에 그것은 정확하게 편광된 광과 재결합될 수 있다.

한 편광 기술에 있어서, 도1a에 나타난 바와 같이, 포물선형 반사경으로부터의 평행 광빔(102)은 플라이 아이 렌즈(fly eye lens)로 불리는 렌즈 배열(106)을 사용하여 다중 빔(beams)(104)으로 집속될 수 있다. 각각의 빔(104)은 다른 렌즈 배열(107)에 의하여 편광분할기(polarizing beam splitters : PBS) 배열(108) 상으로 재집속될 수 있다. PBS는 스트라이프(stripes)가 있는 1차원 배열(array)이다. PBS 배열의 셀(cell)(108)은 도1b에 상세히 나타나 있다. PBS(108) 상의 코팅(108a)은 입력 빔(beam)(104)을 평행 및 수직 광빔(111, 112)으로 분리한다. 빔(111)은 반사경(108b)에 의하여 출력 방향으로 재배향된다. 빔(111)의 편광은 유출 빔(110)이 빔(112)과 같은 편광을 가지도록 반파장판(108c)에 의하여 회전된다.

다른 편광 기술에 있어서, 도2에 나타난 바와 같이, 타원형 반사경(202)이 광을 집속하는데 사용될 수 있다. 그러한 집속된 광 시스템에 있어서, 여기서 참조로서 통합되는 미국 특허 #6,139,157에 기술된 것처럼, 곧은 광 파이프(SLP)(204)가 빔 프로파일(profile)을 집속하고 균질화하는데 종종 사용된다. 광 파이프의 측벽에 의한 집속된 광의 다중 반사로 인하여 SLP(204)의 출력에서 봤을 때 집속된 광의 다중 이미지들(206)이 형성된다. 그 다음에 다중 이미지들(206)은 렌즈(207)에 의하여 PBS 배열(208) 상에 이미지될 수 있다. SLP(204)에 의하여 형성되는 이미지들의 2차원 배열은 같은 편광을 가진 광(210, 212)을 만들어내기 위하여 플라이 아이 렌즈와 유사한 방식으로 이미지들의 각각의 열을 PBS 배열의 각각의 스트라이프 상으로 이미지시켜서 PBS 배열과 맞춰진다.

향상된 성능을 위하여 1:1 이미징 시스템이 필요한 광학 시스템에서, 이중 포물면 반사경 시스템이 광을 집속하는데 사용될 수 있다. 그러나, 이중 포물면 반사경 시스템에서, 집속된 광은 매우 높은 개구수(NA)를 가질 수 있다. 도3에 나타난 바와 같이, 광을 좀더 처리하기 위하여 테이퍼된 광 파이프(TLP)(318)가 큰 NA를 보다 작은 것으로 변환하는데 사용될 수 있다.

집속된 광의 다중 이미지들이 SLP와 유사한 방식으로 TLP(318)의 출력에서 봤을 때 형성되더라도, 집속된 광의 반사는 TLP의 출력에서 평평한 면을 형성하지 않는다. 오히려, 집속된 광은 TLP의 다중 반사에 의하여 구부러진 면(319)을 형성한다. 면(319)의 만곡 정도는 TLP(318)의 테이퍼(taper) 각 α(알파)에 좌우될 수 있다. 테이퍼 각 α는 시스템 요구를 충족시키도록 수평 및 수직 방향에서 다를 수 있다. 이 구부러진 면(319)을 평평한 면 PBS 배열로 집속시키는 것은 비용이 들고 곤란할 수 있다. 그러므로, TLP로부터의 편광을 실행하기 위하여 그러한 구부러진 면을 평면으로 변환시킬 수 있는 시스템이 필요하다.

관련된 출원들과의 교차 참조

본 출원은 2001. 2. 5.자로 제출된 가출원 일련번호 60/265,889, 2001. 4.30.자로 제출된 60/286,982, 2001. 8.20.자로 제출된 60/313,106 및 2001.10.16.자로 제출된 60/329,320에 대하여 우선권을 주장하고, 그것들의 명세서는 참조로서 통합된다.

기술분야

본 발명은 프로젝션 시스템에서 테이퍼된 광 파이프(TLP)로부터의 편광(polarizaton of light)에 관한 것이다.

도1은 편광 시스템에 사용하기 위한, 플라이 아이 렌즈를 사용하는 포물선형 반사경 시스템의 개략도이다.

도2는 편광 시스템에 사용하기 위한 타원형 반사경 시스템 및 SLP의 개략도이다.

도3은 이중 포물면 반사경 및 TLP 조명 엔진의 개략도이다.

도4는 발명의 일실시예에 사용하기 위한 이중 포물면 반사경 및 TLP 편광 시스템을 나타낸 도면이다.

도5는 도4의 실시예에 사용하기 위한 윤곽 지연 소자(contoured delay element)를 나타낸 도면이다.

도6은 발명의 제2 실시예에 따른 렌즈의 시스템을 나타낸 도면이다.

도7a는 발명의 제3 실시예에 따른 TLP/SLP 결합을 나타낸 도면이다.

도7b는 도7a의 SLP의 상세도이다.

도8은 발명의 실시예에 사용하기 위한 역반사경을 나타낸 도면이다.

TLP를 사용하는 프로젝션 디스플레이용 조명 엔진은 일실시예에 개시된다. 상기 조명 엔진은, 제1 및 제2 초점을 가진 반사경, 상기 반사경으로부터 반사되고 상기 제2 초점에 실질상 모이는 방사선을 방사하기 위하여 상기 반사경의 제1 초점에 인접 배치된 전자기 방사의 소스(source), 입력면 및 출력면이 있는 TLP, 상기 방사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 상기 제2 초점에 인접 배치된 상기 TLP의 상기 입력면, 입력면 및 출력면이 있는 SLP, 상기 방사의 전부를 충분히 모으고 전달하도록 TLP의 출력면에 인접 배치된 상기 SLP의 상기 입력면, 상기 반사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 상기 SLP의 출력면에 인접 배치된 집광 렌즈, 및 상기 방사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 상기 집광 렌즈에 인접 배치된 PBS를 포함한다.

프로젝션 디스플레이에서 TLP를 사용하기 위한 방법은 제2 실시예에 개시된다. 상기 방법은, 전자기 방사의 소스를 반사경의 제1 초점에 배치시키고, 상기 소스에 의하여 방사선을 생산하고, 상기 반사경에 의하여 상기 방사선을 제2 초점 쪽으로 반사시키고, 입력면과 출력면이 있는 상기 TLP를 TPL의 입력면이 상기 제2 초점에 실질상 인접하도록 배치시키고, 상기 방사선을 상기 TLP의 입력면에 모으고, 상기 방사선을 상기 TLP에 통과시켜서 상기 방사의 개구수를 조정하고, 상기 TLP의 출력면으로부터 방사선을 출력하고, 입력면과 출력면이 있는 SLP를 상기 SLP의 입력면이 상기 TLP의 출력면에 실질상 인접하도록 배치시키고, 상기 방사선을 상기 SLP에 통과시켜서 상기 방사의 윤곽(contour)을 평평하게 하고, 및 상기 방사를 편광시켜서 실행될 수 있다.

TLP를 사용하는 프로젝션 디스플레이용 조명 엔진은 제3 실시예에 개시된다. 상기 조명 엔진은, 제1 및 제2 초점이 있는 반사경, 상기 반사경으로부터 반사되고 상기 제2 초점에 실질상 모이는 방사선을 방사하기 위하여 상기 반사경의 제1 초점에 인접 배치된 전자기 방사의 소스, 입력면과 출력면이 있는 TLP, 상기 방사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 상기 제2 초점에 인접 배치된 상기 TLP의 상기 입력면, 입력면과 출력면이 있는 렌즈, 상기 방사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 상기 TLP의 출력면에 인접 배치된 상기 렌즈의 상기 입력면, 상기 방사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 상기 렌즈의 출력면에 인접 배치된 집광 렌즈, 및 상기 방사의 전부를 충분히 모으고 전달하도록 상기 집광 렌즈에 인접 배치된 PBS를 포함한다.

프로젝션 디스플레이에서 TLP를 사용하기 위한 방법은 제4 실시예에 개시된다. 상기 방법은, 전자기 방사의 소스를 반사경의 제1 초점에 배치시키고, 상기 소스에 의하여 방사선을 생산하고, 상기 반사경에 의하여 상기 방사선을 제2 초점 쪽으로 반사시키고, 입력면과 출력면이 있는 TLP를 상기 TPL의 입력면이 상기 제2 초점에 실질상 인접하도록 배치시키고, 상기 방사선을 상기 TLP의 입력면에 모으고, 상기 방사선을 상기 TLP에 통과시켜서 상기 방사의 개구수를 조정하고, 상기 TLP의 출력면으로부터 방사선을 출력하고, 입력면과 출력면이 있는 렌즈를 상기 렌즈의 입력면이 상기 TLP의 출력면에 실질상 인접하도록 배치시키고, 상기 방사선을 상기 렌즈에 통과시켜서 상기 방사의 윤곽)을 평평하게 하고, 및 상기 방사를 편광시켜서 실행될 수 있다.

도4에는 발명의 제1 실시예에 따른 조명 엔진(400)이 나타나 있다. 상기 조명 엔진(400)은 제1 초점(404)과 제1 광축(406)을 가진 제1 반사경(402), 그리고 제2 초점(410)과 제2 광축(412)을 가지며 제1 및 제2 광축(406, 412)이 실질상 동일 선상이도록 상기 제1 반사경(402)에 실질상 대칭으로 배치된 제2 반사경(408)을 포함한다.

일반적으로, 제1 및 제2 반사경(402 및 408)은 단일 광축에 의하여 연결되는 제1 및 제2 초점(404 및 410)을 가진 단일 반사경일 수 있다. 이것은 예컨대 제1 및 제2 반사경(402 및 408)이 하나의 타원형 반사경이라면 사실일 것이다. 그러므로 다음 논의는 단일 반사경, 2개의 개별 반사경, 또는 당해 기술분야의 숙련된 사람들에게 알려졌을 방사를 집속시키는 어떤 수단을 포함하는 조명 엔진(400)에 적용된다.

제1 및 제2 반사경(402, 408)은 예컨대 실질상 타원형, 원환체, 구형, 또는 포물선형 회전면의 일부일 수 있다. 제1 반사경(402)은 또한 예컨대 실질상 회전 타원면의 일부일 수 있고 한편 제2 반사경(408)은 실질상 회전 쌍곡선면의 일부를 포함한다. 그렇지 않으면 제1 반사경(402)은 실질상 회전 쌍곡선면의 일부일 수 있고 한편 제2 반사경(408)은 실질상 회전 타원면의 일부를 포함한다.

제1 및 제2 반사경(402, 408)은 전자기 방사 스펙트럼의 미리 지정된 부분만을 반사하는 코팅을 가질 수 있다. 많은 실시예에 있어서, 상기 코팅은 예컨대 가시광 방사, 방사 파장의 미리 지정된 대역, 또는 방사의 특정 색만을 반사한다.

전자기 방사의 소스(414)는 상기 제1 반사경(402)으로부터 상기 제2 반사경(408) 쪽으로 반사되고 실질상 상기 제2 초점(410)에 모이는 방사선(416)을 방사하도록 상기 제1 반사경(402)의 제1 초점(404) 가까이에 배치될 수 있다. 전자기 방사의 소스(414)는 예컨대 제논(xenon) 램프, 메탈 할라이드(metal halide) 램프, HID 램프, 또는 수은 램프 같은 아크 램프일 수 있다. 전자기 방사의 소tm(414)는 또한 할로겐 램프나 필라멘트 램프일 수 있다.

제2 초점(410)에 모이는 방사선(416)은 큰 개구수를 가질 수 있다. 상기 개구수를 줄이거나 조정하기 위하여, 입력면(420)과 출력면(422)을 가진 TLP(418)가 상기 TLP(418)의 입력면(420)이 상기 제2 초점(410)에 인접하게 배치될 수 있다. 이리하여 TLP(418)은 제2 초점(410)에 모이는 상기 방사(416)의 전부를 실질상 모으고 전달하고, 또한 입력면(420)에 들어가는 방사(416)의 개구수를 조정한다. 예컨대 TLP(418)가 입력면(420)에서 출력면(422)으로 넓어지면, 출력면(422)에서 방사(416)의 개구수는 줄어들 것이다.

입력면(420)에 들어가는 방사(416)의 개구수를 조정하는 것에 더하여, TLP(418) 벽의 내부 반사가 이미지들(419)의 배열이 되는 초점의 다중 이미지를 만들어낸다. 이미지들(419)은 곡면의 곡률도가 TLP(418)의 테이퍼 각 α(알파)에 달려있는 곡면을 가진다.

TLP(418)의 단면은 바람직하게는 직사각형이고, 테이퍼 프로파일(taper profile)은 바람직하게는 선형이다. TLP(418)는 예컨대 수정, 유리, 플라스틱, 또는 아크릴로 만들어질 수 있다.

도5에 나타난 바와 같이, 입력면(526)과 출력면(528)이 역시 있는 윤곽 지연 소자(524)가 이미지들(519)로 배열되는 상기 방사(516)의 전부를 실질상 모으고 전달하기 위해 입력면(526)이 상기 TLP(518)의 출력면(522) 가까이에 있도록 배치될 수 있다. 일실시예에서, 상기 윤곽 지연 소자(524)의 목적은 TLP(518)의 출력면(522)을 나가고 있을 때 많은 방사선(516)이 이동하는 거리를 균등하게 하는 것일 수 있다. 지연 윤곽은 예컨대 윤곽 지연 소자(524)의 중앙으로부터 밖으로방사 분포(radial distribution)를 가질 수 있다. 이미지들(519)에 의해 형성된 곡면(519)이 볼록면인 경우에, 예컨대 윤곽 지연 소자(524)는 가장자리를 지나는 광의 빔보다 상대적으로 중앙에서 광을 지연시킬 수 있고, 따라서 이미지들(519)의 외면을 지나는 광의 빔이 따라붙도록 하고, 그 결과 상기 곡면(519)을 상기 윤곽 지연 소자(524)의 출력에서 평평하게 한다.

일실시예에서, 상기 윤곽 지연 소자(524)는 렌즈 시스템이다. 상기 렌즈 시스템은 구형 볼록면, 구형 오목면, 실린더형 볼록면, 및 실린더형 오목면을 포함하는 타입의 하나 이상의 렌즈를 구비할 수 있다. 볼록면 및 오목면은 구면 및 비구면 곡선을 포함한다. 광을 유효하게 PBS 배열로 연결하도록 윤곽 지연 소자의 출력이 평평한 프로파일을 가지도록 상기 렌즈 시스템은 디자인된다.

상기 윤곽 지연 소자(524)가 원하는 결과를 낳을 지라도, 가장 실용적인 TLP는 수평과 수직 방향에서 서로 다른 테이퍼 프로파일을 가진다. 결과로서, 상기 윤곽 지연 소자(524)는 이들 두 방향에서 서로 다른 파워를 가질 것이고, 따라서 환상면(toroidal) 광학 구성요소들의 사용을 필요로 한다.

도6에 나타난 다른 실시예에서, 윤곽 지연 소자(624)는 일련의 렌즈이다. 환상면 광학 구성요소들을 사용하는 대신에, 제1 렌즈(624a)는 제1 예컨대 수평 차원에서 방사(616)를 지연시킬 수 있는 한편, 제2 렌즈(624b)는 제2 예컨대 수직 차원에서 방사를 지연시킨다. 각각 특정한 차원에 사용되는 분리된 렌즈들은 단일 렌즈보다 우수한 디자인 융통성을 만들어 내거나 제공하는데 간단할 것이다.

도7a에 나타난 다른 실시예에서, 윤곽 지연 소자(724)는 SLP다. 입력 광을TLP의 입력에서 이미징하는 대신에, TLP의 출력이 대신 사용된다. 상기 TLP(718)의 출력단(722)에서 방사(716)는 이미지 배열(706)이 만들어지도록 상기 SLP(724)의 측벽에 의해 반사된다. TLP(718)는 광 출력을 균질화하기 때문에, 상기 출력단(722)에서 강도 프로파일이 균일하다.

도7b에 나타난 바람직한 실시예에서, 입력면(726)의 범위는 예컨대 출력면(722)의 범위의 2배일 수 있다. 길이(736)는 예컨대 길이(732)의 2배만큼 길 수 있다. 이 실시예의 개량에 있어서, 출력면(722)은 제1 출력 차원(730) 및 제2 출력 차원(732)을 가지고, 상기 제2 출력 차원(732)은 상기 제1 출력 차원(730)에 실질상 직각이다. 입력면(726)은 상기 제1 출력 차원(730)에 상응하는 제1 입력 차원(734) 및 상기 제2 출력 차원(732)에 상응하는 제2 입력 차원(736)을 가진다. 제1 입력 차원(730)은 제1 차원(734)과 실질상 같을 수 있는 한편, 제2 입력 차원(736)은 실질상 제2 출력 차원(732)의 2배일 수 있고, 따라서 출력면(722)의 범위의 2배인 입력면(726)의 범위를 만들어낸다.

이미지 배열(706)은 광의 소스로서 TLP(718)의 출력단을 사용하여 형성된다. 이미지 배열(706)은 가시 범위에서 밝고 어두운 밴드로서 나타날 것이다. 그 다음에 이들 밴드는 PBS 배열 상의 입력 스트라이프와 맞게 PBS 배열(708) 상으로 이미징 시스템(707)에 의하여 이미지되고, 이리하여 효율적으로 편광된 광을 생산한다.

도7a에 나타난 바와 같이, 편광된 방사선들(742)을 받도록 PBS(708) 배열의 출력면(740) 가까이에 집속 렌즈(738)가 배치될 수 있다. 그 다음에 집속 렌즈(738)는 그것들을 이미지 프로젝션 시스템(744)으로 보내고, 그리고 거기서 이미지(746)는 집속 렌즈(738)에서 모아지고 집속되는 방사에 의하여 조명될 수 있다. 상기 프로젝션 시스템(744)은 상기 이미지(746)를 표시하기 위해 모아지고 집속된 방사(742)를 방출한다. 일실시예에서, PBS(708)은 1차원 배열을 포함한다. 다른 실시예에서, PBS(708)는 2차원 배열을 포함한다.

도8에 나타난 다른 실시예에서, 모이는 광선속의 강도를 증가시키기 위하여 제1 반사경(802) 상에 곧바로 부딪치지 않는 소tm(814)로부터의 전자기 방사의 부분의 적어도 일부를 제1 반사경(802)의 제1 초점(804)을 통하여 제1 반사경(802) 쪽으로 반사하도록 추가 반사경(836)이 배치될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 추가 반사경(836)은 구형 역반사경일 수 있다.

본 발명은 앞에서 상세히 설명되어 왔지만, 본 발명은 설명된 특정 실시예에 한정되는 것으로 의도되지 않는다. 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 여기서 설명된 특정 실시예의 수많은 이용과 변경 및 치환이 가능함이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에게 명백할 것이다.

Claims

실질상 집속된 전자기 방사의 소스;

입력면과 출력면을 가지며 상기 입력면이 상기 방사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 배치된 TLP;

입력면과 출력면을 가지며 상기 입력면이 상기 방사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 상기 TLP의 상기 출력면에 인접 배치된 SLP;

상기 방사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 상기 SLP의 상기 출력면에 인접 배치된 집광 렌즈; 및

상기 방사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 상기 집광 렌즈에 인접 배치된 PBS;

를 포함하는 조명 엔진.
제1항에 있어서, 상기 실질상 집속된 전자기 방사의 소스는

제1 및 제2 초점을 가진 반사경; 및

상기 반사경으로부터 반사되고 실질상 상기 제2 초점에 모이는 방사선들을 방사하도록 상기 제1 초점에 인접 배치된 전자기 방사의 소스;

를 포함하는 조명 엔진.
제1항에 있어서, 상기 TLP의 상기 출력면은 출력 범위를 더 포함하고;

상기 SLP의 상기 입력면은 입력 범위를 더 포함하며; 및

상기 출력 범위는 상기 입력 범위보다 큰 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제3항에 있어서, 상기 출력 범위는 실질상 상기 입력 범위의 2배인 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제4항에 있어서, 상기 출력 범위는 제1 출력 차원 및 제2 출력 차원를 가지고, 상기 제2 출력 차원는 상기 제1 출력 차원와 직각이며;

상기 입력 범위는 상기 제1 출력 차원 인접 배치된 제1 입력 차원 및 상기 제2 출력 차원에 인접 배치된 제2 입력 차원를 가지고;

상기 제1 입력 차원는 상기 제1 출력 차원과 실질상 같으며; 및

상기 제2 입력 차원은 실질상 상기 제2 출력 차원의 2배인 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제5항에 있어서, 상기 전자기 방사는 상기 SLP의 상기 출력면으로부터 실질상 밝고 어두운 밴드로 전달되고; 및

상기 밝고 어두운 밴드는 상기 PBS에 실질상 맞춰지는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제1항에 있어서, 상기 TLP는 출력 범위를 가진 출력면을 더 포함하고;

상기 SLP는 입력 범위를 가진 입력면을 더 포함하며; 및

상기 출력 범위는 상기 입력 범위와 실질상 같은 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제1항에 있어서, 상기 SLP는 수정, 유리, 플라스틱, 또는 아크릴로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제1항에 있어서, 상기 TLP는 수정, 유리, 플라스틱, 또는 아크릴로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제2항에 있어서, 상기 반사경은 실질상 회전 타원면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제2항에 있어서, 상기 반사경은 실질상 회전 구면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제1항에 있어서, 상기 반사경은 실질상 회전 원환체면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제2항에 있어서, 상기 반사경은 제1 광축을 가진 제1 반사경을 포함하고, 상기 제1 초점은 상기 제1 반사경의 초점이며, 상기 조명 엔진은

상기 제1 반사경과 실질상 대칭으로 배치되며 제2 광축을 가진 제2 반사경을 더 포함하고 상기 제1 및 제2 광축은 실질상 동일 선상에 있으며, 상기 제2 초점은 상기 제2 반사경의 초점이고; 및

상기 방사선들은 상기 제1 초점에서 상기 제2 초점 쪽으로 반사되고 상기 제2 초점에 실질상 모이는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사경은 실질상 회전 타원면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사경은 실질상 회전 원환체면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사경은 실질상 회전 구면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사경은 실질상 회전 포물선면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제13항에 있어서, 상기 제1 반사경은 실질상 회전 타원면의 적어도 일부를포함하고; 및

상기 제2 반사경은 실질상 회전 쌍곡선면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제13항에 있어서, 상기 제1 반사경은 실질상 회전 쌍곡선면의 적어도 일부를 포함하고; 및

상기 제2 반사경은 실질상 회전 타원면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제2항에 있어서, 상기 반사경은 전자기 방사 스펙트럼의 미리 지정된 부분만을 반사하는 코팅을 가지는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제20항에 있어서, 상기 코팅은 가시광 방사, 방사 파장의 미리 지정된 대역, 또는 방사의 특정 색만을 반사하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제2항에 있어서, 상기 전자기 방사의 소스에 의하여 방사되는 전자기 방사의 일부는 상기 반사경에 직접 부딪치고 상기 전자기 방사의 일부는 상기 반사경에 직접 부딪히지 않으며, 여기서 상기 시스템은 모이는 광선속의 강도를 증가시키기 위하여 상기 반사경에 직접 부딪치지 않는 전자기 방사의 부분의 적어도 일부를 상기 반사경의 제1 초점을 통하여 상기 반사경 쪽으로 반사하도록 구성되고 배열된 추가반사경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제22항에 있어서, 상기 추가 반사경은 상기 반사경으로부터 떨어진 방향으로 상기 소스로부터 방사되는 전자기 방사를 상기 반사경의 제1 초점을 통하여 상기 반사경 쪽으로 반사하도록 상기 반사경의 맞은 편에서 상기 소스의 측면에 배치된 구형 역반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제2항에 있어서, 상기 전자기 방사의 소스는 아크 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제24에 있어서, 상기 아크 램프는 제논 램프, 메탈 할라이드 램프, HID 램프, 또는 수은 램프로 이루어진 그룹에서 선택되는 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제2항에 있어서, 상기 전자기 방사의 소스는 할로겐 램프 및 필라멘트 램프로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제1항에 있어서, 상기 조명 엔진은

상기 PBS의 출력면에 인접 배치된 집속 렌즈;

상기 집속 렌즈의 출력측에 인접 배치된 이미지 프로젝션 시스템; 및

상기 집속 렌즈에서 모아지고 집속되는 방사에 의하여 조명되는 이미지를 표시하기 위해 모아지고 집속된 방사를 방출하는 프로젝션 시스템;

을 더 포함하는 조명 엔진.
제1항에 있어서, 상기 PBS는 1차원 배열을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제1항에 있어서, 상기 PBS는 2차원 배열을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
실질상 집속된 전자기 방사를 만들어내는 단계;

입력면과 출력면을 가진 TLP를 상기 TLP의 상기 입력면이 상기 실질상 집속된 전자기 방사의 초점에 실질상 인접하도록 배치하는 단계;

상기 실질상 집속된 전자기 방사를 상기 입력면에 모으는 단계;

상기 전자기 방사를 상기 TLP에 통과시켜 상기 전자기 방사의 개구수를 조정하는 단계;

상기 전자기 방사를 상기 TLP의 출력면으로부터 출력하는 단계;

입력면과 출력면을 가진 SLP를 상기 SLP의 상기 입력면이 상기 TLP의 상기 출력면에 실질상 인접하도록 배치하는 단계;

상기 전자기 방사를 상기 SLP에 통과시켜 상기 전자기 방사의 윤곽을 평평하게 하는 단계; 및

상기 전자기 방사를 편광시키는 단계;

를 포함하는 조명 방법.
제30항에 있어서, 상기 실질상 집속된 전자기 방사를 만들어내는 단계는

전자기 방사의 소스를 반사경의 제1 초점에 배치하는 단계;

상기 소스에 의하여 방사선들을 만들어내는 단계; 및

상기 반사경에 의하여 상기 방사선들을 제2 초점 쪽으로 반사하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 방법.
실질상 집속된 전자기 방사의 방사원;

입력면과 출력면을 가지며 상기 입력면이 상기 전자기 방사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 상기 실질상 집속된 전자기 방사의 초점에 인접하여 배치된 TLP;

입력면과 출력면을 가지며 상기 입력면이 상기 전자기 방사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 상기 TLP의 상기 출력면에 인접 배치된 윤곽 지연 소자;

상기 전자기 방사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 상기 윤곽 지연 소자의 상기 출력면에 인접 배치된 집광 렌즈; 및

상기 전자기 방사의 전부를 실질상 모으고 전달하도록 상기 집광 렌즈에 인접 배치된 PBS;

를 포함하는 조명 엔진.
제1항에 있어서, 상기 실질상 집속된 전자기 방사의 소스는

제1 및 제2 초점을 가진 반사경; 및

상기 반사경으로부터 반사되고 실질상 상기 제2 초점에 모이는 방사선들을 방사하도록 상기 반사경의 상기 제1 초점에 인접 배치된 전자기 방사의 소스;

를 포함하는 조명 엔진.
제32항에 있어서, 상기 윤곽 지연 소자는 렌즈인 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제34항에 있어서, 상기 렌즈는 제1 차원에서 방사를 지연시키기 위한 제1 렌즈이고, 상기 조명 엔진은 제2 차원에서 방사를 지연시키기 위한 제2 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제35항에 있어서, 상기 제1 차원은 상기 제2 차원과 실질상 직각인 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제34항에 있어서, 상기 렌즈는 수정, 유리, 플라스틱, 또는 아크릴로 이루어진 그룹에서 선택되는 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 렌즈.
제32항에 있어서, 상기 TLP는 수정, 유리, 플라스틱, 또는 아크릴로 이루어진 그룹에서 선택되는 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 렌즈.
제33항에 있어서, 상기 반사경은 실질상 회전 타원면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제33항에 있어서, 상기 반사경은 실질상 회전 구면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제33항에 있어서, 상기 반사경은 실질상 회전 원환체면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제33항에 있어서, 상기 반사경은 제1 광축을 가진 제1 반사경이고, 상기 제1 초점은 상기 제1 반사경의 초점이며, 상기 조명 엔진은

상기 제1 반사경과 실질상 대칭으로 배치되며 제2 광축을 가진 제2 반사경을 더 포함하고 상기 제1 및 제2 광축은 실질상 동일 선상에 있으며, 상기 제2 초점은 상기 제2 반사경의 초점이고; 및

상기 방사선들은 상기 제1 초점에서 상기 제2 초점 쪽으로 반사되고 상기 제2 초점에 실질상 모이는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제42항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사경은 실질상 회전 타원면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제42항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사경은 실질상 회전 원환체면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제42항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사경은 실질상 회전 구면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제42항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사경은 실질상 회전 포물선면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제42항에 있어서, 상기 제1 반사경은 실질상 회전 타원면의 적어도 일부를 포함하고; 및

상기 제2 반사경은 실질상 회전 쌍곡선면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제42항에 있어서, 상기 제1 반사경은 실질상 회전 쌍곡선면의 적어도 일부를 포함하고; 및

상기 제2 반사경은 실질상 회전 타원면의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제33항에 있어서, 상기 반사경은 전자기 방사 스펙트럼의 미리 지정된 부분만을 반사하는 코팅을 가지는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제49항에 있어서, 상기 코팅은 가시광 방사, 방사 파장의 미리 지정된 대역, 또는 방사의 특정 색만을 반사하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제33항에 있어서, 상기 전자기 방사의 소스에 의하여 방사되는 전자기 방사의 일부는 상기 반사경에 직접 부딪치고 상기 전자기 방사의 일부는 상기 반사경에 직접 부딪히지 않으며, 여기서 상기 시스템은 모이는 광선속의 강도를 증가시키기 위하여 상기 반사경에 직접 부딪치지 않는 전자기 방사의 부분의 적어도 일부를 상기 반사경의 제1 초점을 통하여 상기 반사경 쪽으로 반사하도록 구성되고 배열된 추가 반사경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제51항에 있어서, 상기 추가 반사경은 상기 반사경으로부터 떨어진 방향으로 상기 소스로부터 방사되는 전자기 방사를 상기 반사경의 제1 초점을 통하여 상기 반사경 쪽으로 반사하도록 상기 반사경의 맞은 편에서 상기 소스의 측면에 배치된 구형 역반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제33항에 있어서, 상기 전자기 방사의 소스는 아크 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제53에 있어서, 상기 아크 램프는 제논 램프, 메탈 할라이드 램프, HID 램프, 또는 수은 램프로 이루어진 그룹에서 선택되는 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제33항에 있어서, 상기 전자기 방사의 소스는 할로겐 램프 및 필라멘트 램프로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제32항에 있어서, 상기 조명 엔진은

상기 PBS의 출력면에 인접 배치된 집속 렌즈;

상기 집속 렌즈의 출력측에 인접 배치된 이미지 프로젝션 시스템; 및

상기 집속 렌즈에서 모아지고 집속되는 방사에 의하여 조명되는 이미지를 표시하기 위해 모아지고 집속된 방사를 방출하는 프로젝션 시스템;

을 더 포함하는 조명 엔진.
제32항에 있어서, 상기 PBS는 1차원 배열을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
제32항에 있어서, 상기 PBS는 2차원 배열을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.
실질상 집속된 전자기 방사를 생성하는 단계;

입력면과 출력면을 가진 TLP를 상기 TLP의 상기 입력면이 상기 실질상 집속된 전자기 방사의 초점에 실질상 인접하도록 배치하는 단계;

상기 실질상 집속된 전자기 방사를 상기 입력면에 모으는 단계;

상기 전자기 방사를 상기 TLP에 통과시켜 상기 전자기 방사의 개구수를 조정하는 단계;

상기 전자기 방사를 상기 TLP의 출력면으로부터 출력하는 단계;

입력면과 출력면을 가진 윤곽 지연 소자를 상기 윤곽 지연 소자의 상기 입력면이 상기 TLP의 상기 출력면에 실질상 인접하도록 배치하는 단계;

상기 전자기 방사를 상기 윤곽 지연 소자에 통과시켜 상기 전자기 방사의 윤곽을 평평하게 하는 단계; 및

상기 전자기 방사를 편광시키는 단계;

를 포함하는 조명 방법.
제59항에 있어서, 상기 실질상 집속된 전자기 방사의 소스는

제1 및 제2 초점을 가진 반사경; 및

상기 반사경으로부터 반사되고 실질상 상기 제2 초점에 모이는 방사선들을 방사하도록 상기 반사경의 상기 제1 초점에 인접 배치된 전자기 방사의 소스;

를 포함하는 조명 엔진.
제60항에 있어서, 상기 윤곽 지연 소자는 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 엔진.