KR20040051613A - 조명 편광 변환 시스템 - Google Patents

Abstract

제공되는 조명 편광 변환 시스템은 광원(일예로 램프(10)와 광집속기(16))로부터 편광되지 않는 광을 편광 변환 릴레이(13)에 의해 제1 및 제2 부분(일예로 S-편광 및 P 편광)으로 분리하고 상기 부분들중 어느 하나의 편광을 다른 부분의 편광으로 변환한다(일예로 S-편광을 P-편광으로 변환하는). 변환 및 비변환 부분은 대상 물질 일예로 편광 변환 픽셀화 패널(12)과 같은 조명 대상물에 사용된다. 편광 변환 릴레이(13)은 바람직하게 상기 릴레이(13)의 출구단에 위치한 렌즈 유니트(L3)의 후면 초점면에 실질적으로 하드 구경 조리개를 위치하여 형성된 원심성 또는 근원심성 출구 동공을 가지고 있다.

Description

조명 편광 변환 시스템{ILLUMINATION POLARIZATION CONVERSION SYSTEM}

종래 기술에 따르면, 편광 변환 픽셀화 패널(예를 들면, LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 반사 패널과 같은 액정 기술을 사용하는 투과 또는 반사 픽셀화 패널)을 채용한 프로젝션 시스템은 편광된 입력광을 필요로 한다. 그러나, 보통 프로젝션 시스템에서 사용되는 광원은 랜덤하게 편광을 발생시킨다. 이러한 사실을 다루는 한가지 접근법은 광원의 광을 필터링하는 것이며, 그리하여 광은 단일 편광이 된다. 그러나 그러한 필터링은 광원의 출력에 있어서 50%의 손실을 가져온다.

랜덤하게 편광되는 문제를 다루기 위한 다른 접근법은 광원에 의해 생성된 광을 서로 다른 편광(일예로 P 편광빔과 S 편광빔)을 가지고 있는 두개의 빔으로 분리하고 어느 하나의 빔들중 어느 하나의 편광을 다른 빔의 편광과 부합되도록 변환시키는 것이다(일예로 S 편광된 빔을 P 편광빔으로 변환시키는 것이다). 이것은 광원의 출력을 더 많이 사용할 수 있기 때문에 필터링하는 방법보다 더 바람직하다. 본 발명은 그러한 편광 변환에 관한 것이며 프로젝션 스크린상에 고화질 광 이미지를 생성하기 위한 전체 광 시스템으로 편광 변환을 성공적으로 그리고 경제적으로 통합할 수 있는지에 관한 것이다.

편광 변환 시스템의 예들은 미국 특허 4,913,529, 5,884,991, 및 6,139,157의 특허문헌에 개시되어 있으며, 관련된 부분들은 참고로서 본 명세서에 언급되어 있다.

본 발명은 편광 변환 픽셀화 패널을 사용하는 조명 시스템에 관한 것으로, 특히 편광 변환을 채용한 조명 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 프로젝션 시스템의 기본적인 광요소의 블럭도이다.

도 2는 본 발명의 편광 변환 릴레이의 일실시예의 개략적인 블럭도이다.

도 3은 본 발명에 따른 터널 광 집속기의 작은 개구(높은 발산) 면을 실현한 프로젝션 시스템의 일실시예에 따른 개략적인 절단면도이다. 이것은 사각 픽셀화 패널의 작은 크기면이다.

도 4는 본 발명에 따른 터널 광 집속기의 테이퍼된 개구(낮은 발산) 면을 실현한 프로젝션 시스템의 일실시예에 따른 개략적인 절단면도이다. 이것은 사각 픽셀화 패널의 큰 크기면이며, 편광 변환 시스템에 의해 편광이 변환되는 면이다.

도 5는 도 3과 도 4의 터널 광 집속기의 투시도이다.

상기 도면들은 결합하여 본 명세서를 구성하며 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 예시하며 본 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는데 기여한다. 물론, 도면과 상세한 설명은 본 발명의 예시하는 것이며 제한하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따라 구성된 광 시스템의 일반적인 구조를 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광 시스템의 전반적인 목적은 램프(10)로부터 광을 획득하여 하나 또는 그 이상의 픽셀화된 패널(12)(일예로 각각의 적색광, 녹색광, 청색광을 위한 3개의 패널)을 사용하여 획득된 광을 변조하고, 그리고나서 스크린(14)에 변조된 광을 디스플레이하는 것이다. 램프와 픽셀화 패널 사이에 광 집속기(호모지나이저)(16)이 있으며 픽셀화 패널과 스크린 사이에 프로젝션 렌즈(18)가 있다. 광 집속기는 도 5에 도시된 바와 같이 테이퍼 터널 타입일 수 있으며 그러한 터널과 램프(10)의 결합의 효율은 Simon Magarill의 "First order Property of illumination Systems,"(Novel Optical System Design and Optimization V, Jose M, Sasian and R, John Koshel, editors, Proc, SpIE, Vol.4768, pp.57-64, Sempember, 2002)에 논의된 과정에 따라 최적화될 수 있다.

본 발명에 따른 광시스템의 중요한 점은 광시스템이 여러가지 요소의 요구조건을 잘 수용하면서 광시스템을 통하여 전송되는 광을 최대화한다는 두가지 목적을 달성하기 위한 동공 관리에 있다. 특별히, 편광 변환 픽셀화 패널(예를 들면 LCoS 패널)은 원심성(telecentric) 또는 준원심성 동공을 가지고 있는 조명 시스템과 프로젝션 렌즈을 사용할 때 더 잘 작동된다. 본 명세서에서, "준원심성(near telecentric)"은 픽셀화 패널로부터 동공 거리가 거의 1미터인 것을 의미한다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 바람직한 동공 위치는 비록 광시스템이 편광 변환 광(일예로 P 편광으로 변환된 원래의 S 편광)과 비편광 변환 광(일예로 P 편광으로 남아있는 원래의 P 편광)의 서로 다른 길이의 광경로를 가지고 있을지라도 달성된다. 본 발명에 따르면 도 1의 편광 변환 릴레이(13)의 구조와 동작을 통하여 이러한 결과는 달성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 릴레이와 편광 변환 시스템(13)은 도 2에 도시된 바와 같이 주면 PP1을 공유하고 있는 L1과 L2의 두개의 렌즈 요소를 포함하고 있는 제1 렌즈 유니트; 도시된 바와 같이 격자 편광자(Grid Polarizer;GP)인 편광 분리기; 접힘 미러(FM); 도시된 바와 같이 반파장 판을 포함하고 있는 편광 변환기; 하드 구경 조리개; 도시된 바와 같이 하나의 렌즈 L3와 주면 PP2를 가지고 있는 제2 렌즈 유니트를 포함하고 있다.

상기 제1 렌즈 유니트와 제2 렌즈 유니트가 함께 릴레이로 기능을 수행하며 그래서 그들은 광집속기(16)의 출사단으로부터의 광을 픽셀화된 패널(12)로 이미징한다. 따라서, 이러한 유니드에 의해, 상기 광집속기(16)의 출사단과 픽셀화된 패널의 표면은 광결합된다. 그러나, 상기 릴레이 시스템이 편광 변환을 수행하기 때문에, 편광 변환된(PC) 광과 비편광 변환된(N-PC)은 광경로 길이가 서로 다르다(일예로 도 2에 도시된 바와 같이 PC 광을 위한 광경로 길이가 N-PC 광을 위한 광경로 길이보다 크다).

광경로 길이의 이러한 차이를 허용하기 위해 그리고 상기 광집속기의 출사단과 상기 픽셀화된 패널의 결합 관계를 달성하기 위해서, 상기 제1 렌즈 유니트가 배치되어야 하며, 그리하여 그것의 후방 초점면은 상기 광집속기의 출사단에 실질적으로 존재한다. 이러한 방법을 통하여, 상기 릴레이 시스템은 무한초점렌즈이며, 따라서, PC와 N-PC의 경로 길이이 차이를 조절할 수 있다. 다른 방법으로 보면, 제1 렌즈 유니트는 무한 원점에 상기 광집속기의 출사단의 중간 상을 형성하며 이러한 서로 다른 광 경로에 의해서 발생되는 디포커싱 효과는 상기 제2 렌즈 유니트가 픽셀화된 패널에 중간상을 형성할 때 일소된다.

상기 릴레이의 편광 변환 기능을 변화시키기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 편광 분리기, 접힘 미러, 편광 변환기에 의해 이러한 기능이 수행된다.

상기 접힘 미러와 편광 변환기는 표준적인 구조이다. 적합한 접힘 미러에 대한 제한적이지 않은 실시예를 직각 프리즘, 오각 프리즘과 도브(dove) 프리즘을 포함한다. 적합한 편광 변환기는 반파장 면과 프리즘 편광 회전기를 포함한다.

상기 편광 분리기는 바람직하게 PROFLUX라는 상표로 유타, 오렘의 MOXTEX에 의해 판매되는 타입의 격자 편광자이다. 사용될 수 있지만 그렇게 바람직하지 않은 규브형 편광 빔 분리기와 비교하여 격자 편광자는 높은 총괄 효율, 입사각에 대한 낮은 민감도 즉 격자 편광자는 시준된다하여도 확대되는 소스에 항상 존재하는 사행 광선을 더 잘 다룰수 있도록 해주는 낮은 민감도; 변환 효율과 대비도의 증가뿐만 아니라 처리량을 높여주는 양 채널의 고 편광 순도를 가지며; 낮은 비용을 갖는 등의 많은 이점이 있다. 규브형 편광 빔 스플리터와 격자 편광자에 추가하여 편광 분리 기능은 예를 들면 포스터 프리즘 또는 다른 복굴절 결정을 사용하는 편광 스플리터 프리즘에 의해 수행될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 편광 변환 결과 전체가 비대칭(분산된) 광 시스템이 된다. 그것은 또한 채널 1 광(N-PC 광)과 채널 2 광(PC 광)을 위한 서로 다른 동공 위치를 초래한다. 특별히 램프/광 집속기 결합의 출사 동공은 일반적으로 무한대이며, 제 1 차 렌즈 유니트는 그 동공을 PP1으로부터 f1 거리의 전면(픽셀화 패널면) 초점면에 위치하도록 한다. 그러나, 편광 분리기가 램프/광 집속기 결합으로부터의 광을 두 부분으로 분리하기 때문에 그리고 두부분을 위한 광 경로가 서로 다르기 때문에 두개의 동공은 도 2에 도시된 도트라인처럼 서로 다른 위치에 놓이게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 편광 변환 릴레이는 두가지 일을 수행한다. 첫째로는, 본 발명의 편광 변환 릴레이는 하드 구경 조리개를 그 시스템에 채용하며, 두번째로는, 본 발명의 편광 변환 릴레이는 제2 렌즈 유니트를 그 시스템에 배치하며 그결과 하드 구경 조리개가 실질적으로 제2 렌즈 유니트의 후면(소스쪽으로 향하는) 초점면이 되도록 한다. 이러한 방법으로 릴레이 시스템은 픽셀화된 패널에서 보았을 때의 전체 시스템의 원심성을 재규정한다. 이것은 두개의 동공의 위치에 의해 발생하는 브로큰(broken) 원심성을 해결한다. 그렇게 함으로, 그것은 픽셀화된 패널과 적절한 개구 한계를 가지고 있는 프로젝션 렌즈를 제공함으로 그 시스템의 컨트러스트(contrast)를 향상시킨다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제 2 채널은 바람직하게 제2 렌즈 유니트의 광축으로부터 같은 양의 "D"만큼 중심으로부터 벗어나 있다. 더욱이, D는 하드 구경 조리개의 f값과 다음 (수학식1)의 관계에 있다.

D=f2/(4*f/#)

여기에서, f2는 제2 렌즈 유니트의 초점 거리이다. 하드 구경 조리개의 f/#d의 일반적인 값은 ~2.8이다.

위에서 상세히 설명된 하드 구경 조리개의 원심성 이미지(또는 근접 원심성 이미지)(즉, 원심성 또는 근접 원심성 동공)를 형성하는 것에 더하여 제2 렌즈 유니트는 픽셀화된 패널(12)의 광 집속기(16)의 출사구의 중간 이미지를 이미징한다. 픽셀화된 패널과 함께 사용되는 광 엔진은 종종 픽셀화된 패널(예를 들면, 도 3과 4의 참조번호 20)에 근접하게 위치하는 여러 가지 종류의 광 요소(PBS 규브 등)을 포함한다. 이것은 특별히 조명광과 이미지 광이 패널의 같은 면에 있는 반사 픽셀화된 페널을 위한 것이며, 그러나 투과 패널에서 적용될 수 있다.

이러한 요소를 위한 적정한 공간을 제공하기 위하여 제2 렌즈 유니트를 바람직하게 약한 유니트로서 즉, 그것은 바람직하게 상대적으로 긴 초점 거리를 가지며그리하여 광집속기의 출사단의 이미지가 제2 렌즈 유니트로부터 먼 거리에 위치한다. 더욱 상세히, 제2 렌즈 유니트(그결과 전체적으로 편광 변환 릴레이)는 제2 렌즈 유니트의 광 출사단과 픽셀화된 패널의 표면사이에 적당한 공간을 제공하기 위하여 긴 전단(즉 패널 방향) 초점 거리(FFL)를 필요로 한다.특별히, U.S 6,139,157에서 사용된 바와 같이 픽셀화된 패널 근방에 필드 렌즈를 사용하는 것을 피하는 것이 중요한데, 왜냐하면 그러한 렌즈는 시스템의 복잡도를 증가시키고, 다음 패널을 위한 가치있는 공간을 소모하기 때문이다.

적절한 f2 값과 FFL 값으로서, 테이블 1에 도시된 바와 같이f2는 105.0mm 이고, 자유공간에서 FFL은 101mm이다. 더욱 일반적으로, 픽셀화된 패널의 대각선 길이 "L"은 프로젝션 시스템에 사용되며, f2는 바람직하게 2L 보다 크거나 같으며, 더욱 바람직하게 3L보다 크거나 같으며 더더욱 바람직하게 4L 보다 크거나 같다. 유사하게, FFL은 바람직하게 2L과 크거나 같으며, 더욱 바람직하게 3L 보다 크거나 같으며, 더욱 바람직하게 4L 보다 크거나 같다. 참고로, 테이블 1의 픽셀화된 패널은 21.15mm이다.

램프로부터 픽셀화된 패널까지의 광전송을 최대화하기 위해서, f2대 f1의 비율은 약 2이다. 더욱 일반적으로, 비율은 다음 범위에 있다.

1.5≤f2/f1≤2.5

이러한 초점 거리비는 크세논 아크 램프의 가깝거나 먼 장의 절단을 최소화하도록 선택되며, 따라서 픽셀화된 패널의 램프로부터 산출되는 빛이 최소화되도록 한다. 다른 램프 타입에 있어서 이러한 범위의 비율은 적당하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈 유니트는 두개의 렌즈 요소 L1, L2를 포함하며, 반면에 제2 렌즈 유니트는 하나의 렌즈 요소 L3를 포함한다. 이것은 그 시스템의 비용과 복잡도를 최소화하기 때문에 릴레이를 위한 바람직한 구조이다. 물론 다른 형태는 본 발명의 실시예로부터 사용될 수 있는데 일예로 하나의 렌즈 요소는 제1 렌즈 유니트로 사용될 수 있다.

바람직하게, 같은 재료는 일예로 도 2에 도시된 바와 같이 L1, L2, L3와 같은 릴레이 렌즈의 모두에 사용될 수 있다. 특별히, BK7과 같은 저렴한 크라운 글래스가 사용될 수 있다. 실제적으로, 사각 픽셀화된 패널의 긴 중심을 따라 낮은 발산을 갖는 큰 필드를 제공하는 테이퍼 터널 집속기를 사용할 때 레드, 그린 그리고 블루 광의 중심을 동시에 측정하면, 이러한 타입의 글래스를 갖는다 하더라도 시스템은 상대적으로 낮은 레벨의 측면 색깔을 나타낸다. 특별히, 테이블1의 시스템에 대하여 레드, 그린 그리고 블루 광의 중심이 18.43mm*10.37mm의 픽셀화된 패널의 가장자리에 거의 수 마이크론 안에서 동시에 맺힌다. 측면 칼라의 저레벨은 레드, 그린 그리고 블루 광을 위한 세개의 개개의 픽셀화된 패널을 사용하는 시스템에서 유용할 뿐만 아니라 본 발명의 조명 시스템이 분리된 패널보다 전체적으로 픽셀화 패널에 적용되며 순차적으로 칼라 이미지를 생산하는 스크롤링 칼라 시스템에 사용될 수 있음을 의미한다.

만약 칼라 보정 및/또는 구면 수차의 잔존을 최소화하는 것이 바랄만하다면, 상기 제2 렌즈 유니트는 칼라 수정 더블릿 형상이 될 수 있으며 일예로 그것의 한면에 반사면인 L3 칼라 수정을 제공하는 반사면을 포함할 수 있다.

본 발명의 부가적인 특징과 장점은 이하 상세한 설명에서 기술되어 있으며, 부분적으로 본 명세서의 기술분야의 숙련된 당업자에게 명백하거나 또는 본 명세서에 기술된 본 발명을 수행함으로써 인정될 것이다.

상술한 개략적인 설명과 이하 상세한 설명 모두는 단지 본 발명의 일실시예이며, 특허청구범위로서 본 발명의 본질과 특성을 이해하기 위한 개요 또는 개괄을 제공하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다.

첨부한 도면은 한층 더 본 발명의 이해를 제공하기 위하여 포함되며, 본 명세서에 일체화되어 한 부분을 구성한다. 도면은 본 발명의 다양한 실시예를 도시한 것이고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리와 동작을 설명하는데 도움이 된다.

위에서 설명된 바와 같이 본 발명은 하나 또는 그 이상의 편광 변환되는, 픽셀화된 패널 일예로 하나 또는 그 이상의 LCoS 반사 패널을 채용하고 있는 프로젝션 시스템에 사용되는 편광 변환 릴레이를 제공한다. 상기 편광 변환 릴레이는 편광 분리와 변환 동안에 발생하는 두개의 편광빔을 위한 서로 다른 동공 위치의 문제를 해결하기 위한 하드 개구 조리개를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하드 개구 조리개는 두 광 경로(도 2의 채널1)를 단축하기 위하여 동공 배치와 함께 사용될 수 있고, 좀더 긴 광 경로(도 2의 채널2)를 위해서 동시에 사용될 수 없다. 특별히, 도 2에서, 하드 개구 조리개는 좀더 긴 광 경로를 위한 동공의 픽셀화된 패널쪽에 있다. 선택적이고, 바람직하게 하드 개구 조리개는 동공의 양쪽에 배치될 수 없으며, 그들 사이에 위치할 수 있다. 이것은 데이블1의 릴레이를 위한 것이다. 앞에서 설명한 두가지 예를 제외한 하드 개구 조리개를 위한 다른 위치는 본 발명에서 바랄만하게 실질적으로 사용될 수 있다. 모든 경우에, 하드 개구 조리개는 편광 변환 시스템에 의해 생산된 두 동공중의 어느 하나와 동시에 사용될 수 없다.

상기 개구 조리개는 "하드" 개구 조리개로 언급되는데 왜내하면 의도적으로 편광 변환 릴레이를 포함하기 때문이다. 그것은 종래 알려진 일반적인 방법으로 형성될 수 있으며, 그것은 하나 또는 그이상의 릴레이의 다른 광요소를 위한 기계적인 탑재의 일부분이 될 수 있으며, 그것은 분리 요소가 될 수 있다.

위에서 설명한바와 같이, 편광 변환 릴레이의 제2 렌즈 유니트는 배치되며 그리하여 상기 유니트의 뒤(램프쪽)과 앞(패널쪽)의 패널은 하드 개구 조리개와 함깨 사용될 수 잇으며, 상대적으로 픽셀화된 패널의 표면과 함께 사용될 수 있다. 평편한 글래스 요소(일예로 PBS 큐브들)는 제2 렌즈 유니트와 픽셀화된 패널 사이에 위치할 수 있으며 제2 렌즈 유니트와 픽셀화된 패널의 물리적인 거리(광거리와 반대되는 것처럼)는 제2 렌즈유니트와 하드 개구 조리개의 물리적인 거리보다 크다. 특별히 각각의 플레이어 글래스 요소를 위하여 물리적인 거리는 t*(n-1)/n으로 증가하며, 여기에서 t는 요소의 두께이고, n은 그것의 굴절율이다.

다른 방법으로 그것을 제한하는 것 없이 본 발명에서 테이블 1과 도 3-5에서 상세히 설명된다. 도3과 4는 Focus software Inc(Tucson, Arizon)에서 판매되는 광 디자인 프로그램 ZEMAX를 사용하여 테이블 1의 규정으로부터 만들어진다. 상기 테이블에 주어지는 모든 치수는 mm이다. 안 개구 값은 원형 개구의 반경값이며 사각 개구의 전 넓이 값이다.

이예에서는 내부면에 미러를 가지고 있는 테이퍼 집속기 터널이 사용된다. 특별히, 상기 터널은 5.7mm*6.07mm 입력면과 5.7*9.9mm의 출력면을 가지고 있다. 테이핑은 픽셀화된 패널의 긴축을 방향에 있는 조명 발산을 감소시킨다. 이것은, 교대로 픽셀화된 패널의 측면 칼라를 감소시키며 세개의 렌즈 요소로 이루어진 릴레를 허용하여, 그것은 일예로 BK7과 같은 저렴한 글래를 사용하여 만들어진다. 낮은 측면 칼라를 갖는것에 더하여 저렴한 BK7을 사용하는 릴레이는 낮은 수직 칼라를 갖는다. 편광 변환을 수행하는 것에 의해 테이블 1의 릴레이 시스템은 조명 램프에 의해 발생된 랜덤한 편광에 대하여 하나의 편광을 사용하는 조명 시스템과 비교하여 근사적으로 25%~35%의 광처리를 증가시킨다.

본 명세서에 본 발명의 바람직한 그리고 다른 실시예가 설명되었지만 또 다른 실시예가 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 기술분야의 통상적으로 숙련된 당업자에게 의해 알 수 있다.

Claims (23)

1. 광원으로부터 편광되지 않은 광을 수신하여 편광된 광을 대상에 조명하는 편광 변환 릴레이에 있어서,

   상기 광원으로부터의 편광되지 않은 광을 편광에 기반한 제1 및 제2 부분으로 분리하기 위한 편광 분리기; 및

   상기 부분들중 어느 하나의 편광을 변환하기 위한 편광 변환기를 포함하며,

   상기 제1 및 제2 부분은 서로 다른 거리를 같은 광 경로를 따라 상기 릴레이를 통과하고, 상기 릴레이는 원심성 또는 준원심성인 출구 동공을 가지고 있는 편광 변환 릴레이.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광원은 출구 동공을 가지고 있으며,

   상기 릴레이는,

   상기 광원과 상기 편광 분리기 사이에 적어도 하나의 렌즈 요소를 가지고 있는 렌즈 유니트; 및

   조명을 위한 대상과 상기 편광 분리기 사이에 위치한 하드 구경 조리개를 포함하며;

   상기 렌즈 유니트 및 편광 분리기는 상기 광원의 출구 동공의 두개의 이미지를 생성하며, 상기 하드 구경 조리개는 상기 두개의 이미지중 적어도 하나와 동시에 존재하지 않는 편광 변환 릴레이.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 하드 구경 조리개는 상기 두개의 이미지중 둘다 동시에 존재하지 않는 편광 변환 릴레이.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 하드 구경 조리개가 상기 두개의 이미지 사이에 있는 편광 변환 릴레이.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 렌즈 유니트는 두개의 렌즈 요소를 포함하는 편광 변환 릴레이.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 릴레이는,

   상기 편광 분리기와 조명을 위한 상기 대상 사이에 위치하고 있는 하드 구경 조리개; 및

   주면을 가지고 있으며, 상기 하드 구경 조리개와 조명을 위한 상기 대상 사이에 위치하는 렌즈 유니트를 포함하며,

   상기 하드 구경 조리개와 상기 주면의 간격은 상기 광원 방향의 상기 렌즈유니트의 초점 거리와 실질적으로 동일한 편광 변환 릴레이.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 렌즈 유니트는 광축을 가지고 있으며,

   상기 제1 및 제2 부분은 상기 광축으로부터 다음에 주어진 거리 D만큼 중심이 벗어나 있는 편광 변환 릴레이.

   D=f/(4*f/#)

   여기에서 f는 상기 렌즈 유니트의 초점 거리이며 f/#은 상기 하드 구경 조리개의 f-수 이다.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 렌즈 유니트는 단일 렌즈 요소를 포함하는 편광 변환 릴레이.
9. 광원으로부터 편광되지 않은 광을 수신하여 편광된 광을 대상에 조명하는 편광 변환 릴레이에 있어서,

   상기 광원으로부터 편광되지 않는 광을 수신하는 제1 렌즈 유니트;

   상기 제1 렌즈 유니트로부터 편광되지 않은 광을 수신하여 편광에 기반한 제1 및 제2 부분으로 분리하기 위한 편광 분리기;

   상기 두개의 부분중에 어느 하나를 수신하여 그 부분의 편광을 변환하기 위한 편광 변환기; 및

   상기 편광 분리기 및 편광 변환기로부터 편광된 광을 수신하여 조명하기 위한 대상에 빛을 전송하기 위한 제2 렌즈 유니트를 포함하며,

   상기 제1 렌즈 유니트의 초점 거리는 f1이고, 상기 제2 렌즈 유니트의 초검 거리는 f2이며, 1.5≤f2/f1≤2.5 인 편광 변환 릴레이.
10. 광원으로부터 편광되지 않는 광을 수신하고 조명하기 위한 대상에 편광된 광을 전송하는 편광 변환 릴레이에 있어서,

    상기 광원으로부터 편광되지 않는 광을 수신하는 제1 렌즈 유니트;

    상기 제1 렌즈 유니트로부터 편광되지 않는 광을 받아 그 광을 편광에 기초하여 두개의 부분으로 분리하기 위한 편광 분리기;

    상기 두개의 부분중 어느 하나를 받아 그 부분의 편광을 변환하기 위한 편광 변환기; 및

    상기 편광 분리기와 상기 편광 변환기로부터 편광된 광을 받아 그 광을 조명하기 위한 대상으로 전송하기 위한 제2 렌즈 유니트를 포함하며,

    상기 편광 분리기는 와이어 격자 편광자인 편광 변환 릴레이.
11. 편광되지 않는 광의 광원;

    상기 광원으로부터 편광되지 않는 광을 받는 편광 변환 릴레이; 및

    광출력을 갖는 어느 개입 요소없이 상기 릴레이로부터 직접 광을 받는 적어도 하나의 편광 변환 픽셀화 패널을 포함하며,

    FFL≥2L이며, 여기에서 FFL은 상기 적어도 하나의 편광 변환 픽셀화 패널 방향의 상기 릴레이의 전단 초점 거리이고 L은 상기 패널의 대각선인 광 시스템.
12. 램프와 광 집속기를 포함하는 편광되지 않는 광의 광원;

    적어도 하나의 렌즈 요소를 포함하는 제1 렌즈 유니트와 적어도 하나의 렌즈 요소를 포함하는 제2 렌즈 유니트를 포함하는 상기 광원으로부터 편광되지 않는 광을 받는 편광 변환 릴레이; 및

    상기 릴레이로부터 광을 수신하는 적어도 하나의 편광 변환 픽셀화 패널을 포함하며,

    상기 적어도 하나의 편광 변환 픽셀화 패널은 장축을 가지는 사각 패널이고, 상기 집속기는 상기 패널의 장축을 따라 낮은 발산의 큰 장을 제공하는 테이퍼된 집속기이고, 상기 제1 렌즈 유니트와 제2 렌즈 유니트의 모든 렌즈 요소들은 크라운 글래스를 포함하는 광 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 크라운 글래스는 BK7인 광 시스템.
14. 편광되지 않는 광의 광원;

    상기 제1 항에 따른 편광 변환 릴레이; 및

    조명을 위한 상기 대상물을 구성하는 적어도 하나의 편광 픽셀화 패널을 포함하는 광 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 편광되지 않는 광의 광원은 램프와 출구단을 가지고 있는 광 집속기를 포함하며, 상기 편광 변환 릴레이는 상기 집속기의 출구단을 상기 적어도 하나의 편광 변환 픽셀화 패널에 이미징하는 광 시스템.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 편광 변환 릴레이는 제1 렌즈 유니트와 제2 렌즈 유니트를 포함하며, 상기 제1 렌즈 유니트는 주면을 가지고 있으며 상기 면과 상기 집속기의 출구단의 간격은 상기 광원 방향의 상기 제1 렌즈 유니트의 초점 거리와 실질적으로 동일한 광 시스템.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 편광 변환 릴레이는 상기 제1 렌즈 유니트와 상기 제2 렌즈 유니트 사이에 위치하는 하드 개구 조리개를 포함하며, 상기 제2 렌즈 유니트는 주면을 가지고 있으며 상기 면과 상기 하드 개구 조리개 사이의 간격은 실질적으로 상기 광원 방향의 상기 제2 렌즈 유니트의 초점 거리와 같은 광 시스템.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 편광 분리기는 와이어 격자 분광기인 광 시스템.
19. 제 17 항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 편광 변환 픽셀화 패널은 장축을 가지고 있는 사각 패널이고, 상기 집속기는 상기 패널의 상기 장축을 따라 낮은 발산을 가지는 큰장을 제공하는 테이퍼된 집속기이며, 상기 제1 및 제2 렌즈 유니트의 모든 렌즈 요소는 크라운 글래스인 광 시스템.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 크라운 글래스는 BK7인 광 시스템.
21. 제 17 항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 편광 변환 픽셀화 패널은 광출력을 가지고 있는 어느 개입 요소없이 상기 릴레이로부터 직접 광을 받으며, FFL≥2L이며, 여기에서 FFL은 상기 적어도 하나의 편광 변환 픽셀화 패널 방향의 상기 제2 렌즈 유니트의 전단 초점 거리이고, L은 상기 패널의 대각선인 광 시스템.
22. 제 17 항에 있어서,

    상기 제1 렌즈 유니트 f1의 초점 거리를 가지고 있고, 상기 제2 렌즈 유니트는 f2의 초점 거리를 가지고 있으며, 1.5≤f2/f1≤2.5인 광 시스템.
23. 제 17 항에 있어서, 상기 제1 렌즈 유니트는 두개의 렌즈 요소를 포함하고, 상기 제2 렌즈 유니트는 하나의 렌즈 요소를 포함하는 광 시스템.