KR100238288B1

KR100238288B1 - 반사형 프로젝트 장치

Info

Publication number: KR100238288B1
Application number: KR1019970023663A
Authority: KR
Inventors: 정명렬
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 2000-01-15
Also published as: KR19990000640A

Abstract

스크린에 투사되는 광의 밝기 및 색 균일도 향상되도록 두 광원을 채용한 반사형 프로젝트장치가 개시되어 있다.

이 반사형 프로젝트장치는 광을 생성하는 제1램프와, 제1램프의 일부를 감싸며 입사광을 반사시키는 제1반사경을 구비하여 된 제1광원과; 광을 생성하는 제2램프와, 제2램프의 일부를 감싸며 입사광을 반사시키는 제2반사경을 구비하여 된 제2광원과; 제1 및 제2광원에서 입사되는 광의 진행경로를 변환시키는 제1광경로 변환수단과; 제1 및 제2광원에서 출사되고 제1광경로 변환수단을 경유하여 입사된 광을 파장영역에 따라 선택적으로 투과시켜 칼라를 결정하는 색선택수단과; 색선택수단을 투과한 광을 그 편광방향에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 제2광경로 변환수단과; 제2광경로 변환수단의 두 광출사면 각각에 대향되게 배치되어 입사광으로부터 화상을 생성하고, 생성된 화상을 반사시키는 제1 및 제2화상생성수단과; 제2광경로 변환수단의 일 광출사면에 대향되게 배치되어, 제1 및 제2화상생성수단을 경유하여 입사된 광을 확대 투사시키는 투사렌즈유니트를; 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

반사형 프로젝트장치{Reflection type projector}

본 발명은 반사형 화상생성수단을 이용한 반사형 프로젝트장치에 관한 것으로서, 상세하게는 두 광원을 이용하여 스크린에 투사되는 광의 밝기를 높일 수 있도록 된 반사형 프로젝트장치에 관한 것이다.

일반적으로 프로젝터장치는 화상생성수단에서 생성된 화상을 별도의 광원을 이용하여 스크린에 투영함으로써 화상을 제공하는 장치이다. 이 프로젝터장치는 상기한 화상생성수단의 형태에 따라 투광형과 반사형으로 구분된다.

도 1은 종래의 반사형 프로젝터장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면이다. 도시된 바와 같이, 광을 생성 조사하는 광원(10)과, 입사광선 중 소정 색을 선택 투과시키는 칼라휠(20)과, 입사광을 혼합시켜 균일광선이 되도록 하는 스크램블러(30)와, 집속렌즈(32)와, 콜리메이팅렌즈(34)와, 입사광의 진행경로를 변환하는 편광빔스프리터(40)와, 입사광을 선택적으로 반사시켜 화상을 생성하는 표시소자(50) 및 입사광을 스크린(미도시)에 투사시키는 투사렌즈유니트(60)를 포함하여 구성된다.

상기 광원(10)은 메탈 할라이드, 크세논 등의 광을 생성하는 램프(11)와, 이 램프(11)에서 출사된 광을 반사시켜 그 진행경로를 안내하는 반사경(13)으로 구성된다. 상기 칼라휠(20)은 상기 광원(10)과 상기 스크램블러(30) 사이의 광경로 상에 구동모터(21)에 의해 회전 가능하게 설치되며, 적(R), 녹(G), 청(B) 삼색이 휠 전체에 등분 배치된다. 상기 표시소자(50)의 응답속도에 따라서 상기 칼라휠(20)의 적, 녹, 청 중 어느 한 색이 광경로 상에 배치되며, 적, 녹, 청 삼색이 순차로 중첩되어 한 화면을 구성한다.

상기 스크램블러(30)는 입사광을 난반사시킴에 의해 혼합함으로써 균일광이 되도록 한다. 상기 집속렌즈(32)는 상기 스크램블러(30)를 통과한 광을 집속 및 발산시켜 광의 투과폭을 확대한다. 상기 콜리메이팅렌즈(34)는 입사되는 발산광을 수렴시켜 평행광이 되도록 한다.

상기 편광빔스프리터(40)는 상기 콜리메이팅렌즈(34)와 표시소자(50) 사이의 광경로 상에 배치되며, 그 경면(41)에서 입사광의 편광성분에 따라 투과 또는 반사시켜 입사광의 진행경로를 변환시킨다. 즉, 상기 광원(10)쪽에서 입사되는 광은 그 편광성분 즉, P편광인지 S편광인지에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시킨다. 도 1은 상기 편광빔스프리터(40)를 투과한 광을 유효광으로 이용한 예를 나타내었다. 상기 표시소자(50)로는 2차원 어레이 구조를 갖는 응답속도 특성이 뛰어난 강유전체 액정표시소자(FLCD: Ferroelectric Liquid Crystal Display)가 채용된다. 이 표시소자(50)는 2차원 어레이 구조의 다수의 반사영역을 가지며, 각각 독립적으로 구동되어 입사광의 편광방향을 변조시킴에 의해 화상을 형성한다.

상기 표시소자(50)에 입사된 광은 재반사되어 상기 편광빔스프리터(40)에 입사된다. 이때, 상기 편광빔스프리터(40)로 재입사되는 광은 상기 표시소자(50)에 의해 그 편광방향이 90도 바뀌게 되고, 상기 편광빔스프리터(40)의 경면(41)에서 전반사되어 상기 투사렌즈 유니트(60) 쪽으로 향한다. 이 광은 상기 투사렌즈 유니트(60)를 투과하여 스크린(미도시)에 투사된다.

또한, 상기 표시소자(50)로는 가동미러장치(DMD: Digital Mirror Device)가 구비될 수 있다. 이 가동미러장치는 2차원 어레이 구조를 가지며, 각각 독립적으로 회동될 수 있도록 힌지 결합된 다수의 반사미러를 포함한다. 각 화소별 선택적으로 구동되어 반사각을 달리하는 방식으로 화상을 형성한다. 상기 표시소자(50)로 가동미러장치를 채용한 경우, 상기 편광빔스프리터(40)는 불필요하다.

상기한 바와 같이, 구성된 종래의 반사형 프로젝트장치는 광경로 상에 칼라휠(20)를 구비하여 칼라를 구현함으로써, 스크린에 삼색을 순차로 조사하여 한 화면을 구현한다. 그러므로, 이론상 광원에서 출사된 광량의 1/3에 해당하는 광효율을 가지므로, 밝기가 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서 두 개의 광원을 채용하여 스크린에 투사되는 광의 밝기를 증대시킬 수 있도록 된 반사형 프로젝트장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 반사형 프로젝트장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 프로젝트장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.

도 3은 본 발명에 따른 반사형 프로젝트장치에 채용된 칼라휠을 보인 개략적인 정면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 프로젝트장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사형 프로젝트장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.

도 6은 본 발명의 제1광경로 변환수단의 실시예를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 사시도.

도 7은 본 발명의 광혼합수단으로 채용된 스크램블러를 보인 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110...제1광원 111...제1램프 113...제1반사경

115...제1콜리메이팅렌즈 120...제2광원 121...제2램프

123...제2반사경 125...제2콜리메이팅렌즈 130...광경로 변환수단

131...빔스프리터 132,135...반사미러 133...제1편광빔스프리터

134...위상지연판 136...프리즘 137...입사면

138...제1출사면 139...제2출사면 140...색선택수단

141...회전판 141a,141b,141c...칼라필터 143...구동원

143a...회전축 150...색혼합수단 151...스크램블러

153,155..릴레이렌즈 160...제2광경로 변환수단 160a...제2경면

170...제1화상생성수단 171,181...강유전체 액정표시소자

173,183...제2위상지연판 175,185...가동미러장치

180...제2화상생성수단 190...투사렌즈유니트

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반사형 프로젝트장치는 광을 생성하는 제1램프와, 상기 제1램프의 일부를 감싸며 입사광을 반사시키는 제1반사경을 구비하여 된 제1광원과; 광을 생성하는 제2램프와, 상기 제2램프의 일부를 감싸며 입사광을 반사시키는 제2반사경을 구비하여 된 제2광원과; 상기 제1 및 제2광원에서 입사되는 광의 진행경로를 변환시키는 제1광경로 변환수단과; 상기 제1 및 제2광원에서 출사되고 상기 제1광경로 변환수단을 경유하여 입사된 광을 파장영역에 따라 선택적으로 투과시켜 칼라를 결정하는 색선택수단과; 상기 색선택수단을 투과한 광을 그 편광방향에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 제2광경로 변환수단과; 상기 제2광경로 변환수단의 두 광출사면 각각에 대향되게 배치되어 입사광으로부터 화상을 생성하고, 생성된 화상을 반사시키는 제1 및 제2화상생성수단과; 상기 제2광경로 변환수단의 일 광출사면에 대향되게 배치되어, 상기 제1 및 제2화상생성수단을 경유하여 입사된 광을 확대 투사시키는 투사렌즈유니트를; 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 반사형 프로젝트장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 프로젝트장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 반사형 프로젝트장치는 광을 생성 투사하는 제1 및 제2광원(110)(120)과, 입사광을 광량비 또는 편광성분에 따라 분기시키는 제1광경로 변환수단과(130)과, 입사광을 파장영역에 따라 선택적으로 투과시켜 칼라를 결정하는 색선택수단(140)과, 상기 색선택수단(140)을 투과한 광을 편광방향에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 제2광경로 변환수단(160)과, 입사광으로부터 화상을 생성하고 이를 반사시키는 제1 및 제2화상생성수단(170)(180)과, 입사광을 스크린(미도시)쪽으로 확대 투사시키는 투사렌즈유니트(190)를 포함하여 구성된다.

상기 제1광원(110)은 광을 생성하는 제1램프(111)와, 이 제1램프(111)에서 출사된 광을 반사시켜 그 진행경로를 안내하는 제1반사경(113)을 포함한다. 상기 제1반사경(113)은 상기 제1램프(111)의 위치를 일 초점으로 하고, 광이 집속되는 지점을 다른 초점으로 하는 타원경인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 제1반사경(113)에서 반사되어 일 방향으로 향하는 광이 평행광이 되도록 상기 제1램프(111)와 상기 제1광경로 변환수단(130) 사이의 광경로 상에 제1콜리메이팅렌즈(115)를 더 포함한다.

상기 제2광원(120)은 광을 생성하는 제2램프(121)와, 이 제2램프(121)에서 출사된 광을 반사시켜 그 진행경로를 안내하는 제2반사경(123)을 포함한다. 상기 제2반사경(123)은 상기 제2램프(121)를 감싸도록 위치되며, 상기 제2램프(121)의 위치를 일 초점으로 하고, 광이 집속되는 지점을 다른 초점으로 하는 타원경인 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제2반사경(123)에서 반사되어 일 방향으로 향하는 광이 평행광이 되도록 상기 제2램프(121)와 상기 제1광경로 변환수단(130) 사이의 광경로 상에 제2콜리메이팅렌즈(125)를 더 포함한다.

상기 제1 및 제2반사경(113)(123) 각각은 상기 제1 및 제2램프(111)(121)에서 출사된 각각의 광을 직접 반사시킬 뿐만 아니라 상기 제1 및/또는 제2램프(111)(121)에서 출사되고 상기한 제1광경로 변환수단(130)을 경유하여 입사된 광을 재반사시킨다.

상기 제1광경로 변환수단(130)는 상기 제1 및 제2광원(110)(120)과 상기 색선택수단(140) 사이의 광경로 상에 위치되며, 입사광의 진행경로를 변환시켜, 서로 다른 위치에서 생성 출사된 광이 혼합된 채로 일 방향으로 진행되도록 한다.

도 2를 참조하면, 상기 제1광경로 변환수단(130)은 입사광을 소정 광량비로 나누어 투과 또는 반사시키는 빔스프리터(131)와, 반사미러(132)를 포함하여 구성된다.

상기 빔스프리터(131)는 그 네면(131a)(131b)(131c)(131d) 각각이 상기 제1 및 제2광원(110)(120)과, 상기 반사미러(132)와 상기 색선택수단(140)에 대향되도록 배치되며, 입사광을 광량비로 나누어 투과 또는 반사시키는 제1경면(131e)을 가진다. 따라서, 상기 제1광원(110)에서 출사된 광의 일부는 상기 제1경면(131e)을 투과하여 상기 색선택수단(140) 쪽으로 향하고, 나머지는 상기 반사미러(132)로 향한다. 상기 반사미러(132)에서 반사된 광은 상기 제1경면(131e)에서 분기되어 일부는 제1반사경(113)으로 향하고, 나머지는 제2반사경(123)으로 향한다. 상기 제1 및 제2반사경(113)(123)에서 반사된 광은 다시 상기 제1경면(131e)에 입사되고 상기 제1경면(131e)에서 분기되어 일부는 상기 색선택수단(140) 쪽으로 향하고 나머지는 상기 반사미러(132)를 향한다. 이와 같은 동작을 반복하면서 상기 제1광원(110)에서 출사된 광은 대부분 상기 제1경면(131e)을 투과하여 상기 색선택수단(140)쪽으로 향하게 되어, 상기 제1광원(110)에서 출사된 광의 이용효율을 높일 수 있다. 또한, 상기 제2광원(120)에서 출사된 광은 상기 제1광원(110)에서 출사된 광과 마찬가지로 상기 반사미러(132)와, 제1 및 제2반사경(113)(123)을 경유하여 상기 제1경면(131e)에서 대부분 반사되어 상기 색선택수단(140)쪽으로 향하게 된다.

상기 색선택수단(140)은 상기 제1광경로 변환수단(130)과 상기 제2광경로 변환수단(160) 사이의 광경로 상에 배치되어, 투과하는 광의 칼라를 순차로 바꾸어 준다. 이를 위하여 상기 색선택수단(140)은 회전판(141)과, 이 회전판(141)을 회전시키는 구동원(143)을 포함한다.

상기 회전판(141)은 상기 제1 및 제2광원(110)(120)쪽에서 입사된 광을 파장에 따라 선별 투과시키도록 광경로 상에 선택적으로 위치되는 적(R), 녹(G), 청(B)으로 된 삼색의 칼라필터 또는 옐로우(Y), 시안(C), 마젠타(M)로 된 삼색의 칼라필터를 포함한다. 상기 칼라필터(141a)(141b)(141c)는 도 3에 도시된 바와 같이,상기 회전판(141) 전체에 등분 배치된다. 상기 구동원(143)은 상기 회전판(141)의 중심에 위치된 회전축(143a)을 포함하여 상기 회전판(141)을 회전구동시킨다.

상기 제2광경로 변환수단(160)은 상기 색선택수단(140)과, 상기 제1 및 제2화생성수단(170)(180)과, 상기 투사렌즈유니트(190) 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 편광성분에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시켜 입사광을 상기 제1 및 제2화생성수단(170)(180)으로 분기시킨다. 이를 위하여 상기 제2광경로 변환수단(160)은 입사광의 편광성분에 따라 광을 투과 또는 반사시키는 제2경면(161)을 가지는 편광빔스프리터인 것이 바람직하다.

상기 제1 및 제2화상생성수단(170)(180) 각각은 제1 및 제2강유전체 액정표시소자(이하, FLCD ; Ferroelectric Liquid Crystal Display)(171)(181)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 및 제2FLCD(171)(181)는 각각 독립적으로 구동되는 2차원 어레이 구조의 화소를 포함하여 화상을 생성하고 이를 반사시킨다. 상기 제1 및 제2FLCD(171)(181)의 구동된 화소에서 반사된 광과, 구동되지 않은 화소에서 반사된 광은 그 편광성분이 서로 다르다.

예컨대, 상기 제2경면(161)에서 S편광성분의 광이 반사되고, 상기 제1FLCD(171)에 입사된 경우, 구동된 화소에서 반사된 광은 90°편광방향이 바뀌어 P편광성분의 광이 되고, 구동되지 않은 화소에서 반사된 광은 S편광성분으로 편광방향이 바뀌지 않는다.

따라서, 구동된 화소에서 반사된 광만이 상기 제2경면(161)을 투과하여 상기 투사렌즈유니트(190)쪽으로 향하게 된다. 또한, 상기 제2경면(161)을 투과한 P편광성분의 광이 상기 제2FLCD(181)에 입사된 경우, 구동된 화소에서 반사된 광은 90° 편광방향이 바뀌어 S편광성분의 광이 되고, 구동되지 않은 화소에서 반사된 광은 P편광성분으로 편광방향이 바뀌지 않는다. 이에 따라, 구동된 화소에서 반사된 광만이 상기 제2경면(161)에서 반사되어 상기 투사렌즈유니트(190) 쪽으로 향하게 된다.

상기 투사렌즈유니트(190)는 상기 제1 및 제2광원(110)(120)에서 출사되고 상기 제1광경로 변환수단(130), 색선택수단(140), 제2광경로 변환수단(160) 그리고 제1 및 제2화상생성수단(170)(180)을 경유하여 입사된 광을 확대 투과시켜 스크린(미도시)에 맺히도록 한다.

도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 프로젝트장치를 상세히 설명한다. 여기서, 도 2에 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재이므로 그 자세한 설명은 생략한다.

본 실시예의 특징에 따르면, 제1광경로 변환수단(130)과, 제1 및 제2화상생성수단(170)(180)의 광학적 구조를 변경한 것에 그 특징이 있다.

즉, 상기 제1광경로 변환수단(130)은 제1편광빔스프리터(133)와, 반사미러(132)와, 제1위상지연판(134)을 포함하여 구성된다.

상기 제1편광빔스프리터(133)는 상기 제1 및 제2광원(110)(120)과, 상기 색선택수단(140) 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광을 편광성분에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시킨다. 상기 반사미러(132)는 상기 제1편광빔스프리터(133)에 대향되게 배치되어, 상기 제1편광빔스리터(133) 쪽에서 입사된 광이 상기 제1편광빔스프리터(133)로 재입사되도록 입사광을 반사시킨다.

상기 제1위상지연판(134)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1광원(110)과 상기 제1편광빔스프리터(133) 사이 및, 상기 제2광원(120)과 상기 제1편광빔스프리터(133) 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 편광방향을 변환시킨다. 이 제1위상지연판(134)은 입사광의 편광방향을 45도 회전시키도록 된 1/4 파장판인 것이 바람직하다.

따라서, 상기 제1광원(110)에서 출사된 무편광의 광은 상기 제1위상지연판(134a)을 투과한 경우에도 무편광을 유지한 채로 상기 제1편광빔스프리터(133)에 입사된다. 상기 제1편광빔스프리터(133)는 입사광 중 일 편광의 광 예컨대, S편광의 광은 투과시키고, 다른 편광의 광 예컨대, P편광의 광은 반사시킨다. 투광된 광은 색선택수단(140) 쪽으로 향하게 되어 유효광으로 이용된다. 반면, 상기 제1편광빔스프리터(133)에서 반사된 광은 상기 제1반사미러(132)에서 반사되어 상기 제1편광빔스프리터(133) 재입사되고, 상기 제1편광빔스프리터(133)에서 반사되어 상기 제1광원(110)쪽을 향하게 되며, 상기 제1위상지연판(134a)에 의해 그 편광방향이 45도 바뀌게 된다. 이후, 상기 제1반사경(113)에서 반사되어 상기 제1위상지연판(134a)을 다시 통과하면서, 편광방향이 45도 더 바뀌게 되어 S편광의 광이 되고, 이 광은 상기 제1편광빔스프리터(133)를 투과하여 유효광으로 이용된다. 상기 제2광원(120)에서 출사된 광은 상기 제1광원(110)에서 출사된 광의 진행경로와 같은 원리로, 상기 제1위상지연판(134b)과, 제1편광빔스프리터(133)와 상기 제2반사경(132)에 의해 상기 색선택수단(140)쪽으로 향하게 된다.

여기서, 상기 제1위상지연판(134)은 도 4에 도시된 바와 같은, 광학적 배치 이외의 다른 광학적 배치를 가져도 무방하다. 즉, 상기 제1위상지연판(134)은 두 개 구비되며, 각각은 상기 제1광원(110)과 상기 제1편광빔스프리터(133) 사이 및 상기 제1편광빔스프리터(133)와, 상기 반사미러(132) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2광원(120)과 상기 제1편광빔스프리터(133) 사이 및 상기 제1편광빔스프리터(133)와 상기 반사미러(132) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제1광원(110)과 상기 제1편광빔스프리터(133) 사이와, 상기 제2광원(120)과 상기 제1편광빔스프리터(133) 사이 및, 상기 제1편광빔스프리터(133)와 상기 반사미러(132) 사이에 모두 배치 될 수 있다.

상기 제1 및 제2화상생성수단(170)(180) 각각은 제2위상지연판(173)(183)과, 가동미러장치(Digital Mirror Device:이하, DMD)(175)(185)를 포함하여 구성된다. 상기 제2위상지연판(173)(183) 각각은 광경로 상에 배치되어 입사광의 위상을 지연시킨다. 이 제2위상지연판(173)(183)으로 입사광의 편광방향을 바꾸어주는 1/4파장판을 채용한 것이 바람직하다.

따라서, 상기 제2광경로 변환수단(160)의 제2경면(161)에서 반사되어 상기 제1화상생성수단(170)에 입사된 광은 상기 제2위상지연판(173) 및 상기 DMD(175)를 경유하여 상기 제2광경로 변환수단(160)에 재입사된다. 이 재입사된 광은 상기 제2위상지연판(173)에 의해 편광성분이 바뀌게 되고, 상기 제2광경로 변환수단(160)의 제2경면(161)을 투과하여 상기 투사렌즈유니트(190)에 입사된다. 상기 제2경면(161)을 투과하여 상기 제2화상생성수단(180)에 입사된 광은 제2위상지연판(183) 및 상기 DMD(185)를 경유하여 상기 제2광경로 변환수단(160)에 재입사된다. 이 재입사된 광은 상기 제2위상지연판(183)에 의해 편광성분이 바뀌게 되고, 상기 제2경면(161)에서 반사되어 상기 투사렌즈유니트(190)에 입사된다.

도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사형 프로젝트장치를 상세히 설명한다. 여기서, 도 2 및 도 4에 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재이므로 그 자세한 설명은 생략한다.

본 실시예의 특징에 따르면, 제1광경로 변환수단(130)의 광학적 구조를 변경한 것에 그 특징이 있다.

도시된 바와 같이, 제1광경로 변환수단(130)은 빔스프리터(132)와, 반사미러(135)와, 프리즘(136)을 포함하여 구성된다.

상기 빔스프리터(132)는 상기 제1 및 제2광원(110)(120)과, 상기 색선택수단 (140)사이의 광경로 상에 배치되어, 입사광을 소정 광량비로 나누어 투과 또는 반사시킨다. 상기 반사미러(135)는 상기 빔스프리터(132)의 일 쪽에 배치되어 상기 빔스프리터(132)쪽에서 입사된 광을 다른 각도로 반사시킨다. 즉, 상기 빔스프리터(132)는 상기 빔스프리터 쪽에서 입사된 광을 상기 프리즘 쪽으로 반사시킨다.

여기서, 상기 빔스프리터 대신 입사광을 편광성분에 따라 투과 또는 반사키는 편광빔스프리터(133)를 채용하여도 무방하다.

도 6을 참조하면, 상기 프리즘(136)은 입사광을 혼합시키도록 된 삼각기둥형상의 광학부재로, 제1 및 제2입사영역(137a)(137b)을 갖는 입사면(137)과, 제1 및 제2출사면(138)(139)을 구비한다. 상기 빔스프리터(132)에서 출사된 광은 상기 제1입사영역(137a)으로 입사되고, 상기 반사미러(135)에서 반사된 광은 상기 제2입사영역(137b)으로 입사된다. 여기서, 상기 입사면(137)은 상기 빔스프리터(132)에 나란하게 배치된다. 상기 제1 및 제2출사면(138)(139) 각각은 광축에 대해 비스듬히 배치되어 상기 프리즘(136)과 공기와의 굴절률 사이에 의해 입사광을 굴절투과 시킨다.

따라서, 상기 제1 및 제2광원(110)(120)에서 출사된 광은 상기 빔스프리터(132)와 반사미러(135)에 의해 서로 평행한 상태를 유지한 채로 상기 프리즘(136)의 제1 및 제2입사영역(137a)(137b)에 각각 입사된다. 이 입사된 광은 상기 제1 및 제2출사면(138)(139) 각각의 배치에 의해 굴절 투과되어 서로 혼합된다.

이와 같이, 혼합된 광으로부터 균일한 평행광을 얻기 위하여 상기 제1광경로 변환수단(130)과 상기 제2광경로 변환수단(160) 사이의 광경로 상에 광혼합수단(150)을 더 구비할 수 있다. 상기 광혼합수단(150)은 상기 제1 및 제2광원(110)(120)쪽에서 입사된 광을 발산/집속 또는 난반사시켜 균일광이 되도록 한다.

상기 광혼합수단(150)으로 입사광을 난반사 시켜 균일광이 되도록 혼합하는 스크램블러(151)와, 한쌍의 릴레이렌즈(153)(155)를 채용한 실시예를 도 7을 참조하여 설명한다. 상기 스크램블러(151)는 광경로에 대해 수직한 입사면과 출사면을 가지는 직육면체 형상의 글래스이다.

상기 스크램블러(151)의 출사면에 있어서, 그 가로 대 세로 비율은 상기한 FLCD 또는 DMD의 가로 대 세로 비율에 비례한다. 상기 릴레이렌즈(153)(155)는 상기 스크램블러(151)의 광 출사면에 대향되게 배치되어 입사광을 두 번 집속시켜 상기 제2광경로 변환수단(160)으로 향하는 광의 단면 크기를 조절함과 아울러 상기 제2광경로 변환수단에 팽행광이 입사되도록 한다.

상기한 바와 같이, 구성된 본 발명의 실시예들에 따른 반사형 프로젝트장치는 제1 및 제2광원을 채용하여 스크린에 투영되는 광의 밝기를 증대시킴과 아울러, 두 광원의 조도 차이에 의해 야기되는 색 불균일 문제를 제1광경로 변환수단과 광혼합수단을 이용하여 극복함으로써 색균일도가 향상된 화상을 제공한다.

본 발명은 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 통상의 지식을 가진 자라면 개시된 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

제1램프와, 이 제1램프의 일부를 감싸는 제1반사경을 구비한 제1광원과;

제2램프와, 이 제2램프의 일부를 감싸는 제2반사경을 구비한 제2광원과;

상기 제1 및 제2광원에서 입사되는 광의 진행경로를 변환시켜 일 광경로로 진행되도록 하는 제1광경로 변환수단과;

상기 제1광경로 변환수단을 경유하여 입사된 광을 파장영역에 따라 선택적으로 투과시켜 칼라를 결정하는 색선택수단과;

상기 색선택수단을 투과한 광을 그 편광방향에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 제2광경로 변환수단과;

상기 제2광경로 변환수단에 대향되게 배치되어 입사광으로부터 화상을 생성하고, 생성된 화상을 반사시키는 제1 및 제2화상생성수단과;

상기 제1 및 제2화상생성수단에서 반사되고, 상기 제2광경로 변환수단을 경유하여 입사된 광을 확대 투사시키는 투사렌즈유니트를; 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝트장치.
제1항에 있어서, 상기 제1광경로 변환수단은,

상기 제1 및 제2광원과, 상기 색선택수단 사이의 광경로 상에 배치되어, 입사광을 소정 광량비로 나누어 투과 또는 반사시키도록 된 빔스프리터와;

상기 빔스프리터의 일 면에 대향되게 배치되어 입사된 광이 상기 빔스프리터쪽으로 재입사되도록 입사광을 반사시키는 반사미러;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝트장치.
제1항에 있어서, 상기 제1광경로 변환수단은,

상기 제1 및 제2광원과, 상기 색선택수단 사이의 광경로 상에 배치되어, 입사광을 편광성분에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키도록 된 제1편광빔스프리터와;

상기 제1편광빔스프리터에 대향되게 배치되어, 상기 제1편광빔스프리터쪽에서 입사된 광이 상기 제1편광빔스프리터로 재입사되도록 입사광을 반사시키는 반사미러와;

상기 제1편광빔스프리터를 경유한 광의 편광방향을 변환시키도록 상기 제1광원과 상기 제1편광빔스프리터 사이와, 상기 제2광원과 상기 제1편광빔스프리터 사이와, 상기 반사미러와 상기 제1편광빔스프리터 사이 중 적어도 두 위치에 배치되어 입사광의 편광방향을 변환하는 제1위상지연판을; 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝트장치.
제1항에 있어서, 상기 제1광경로 변환수단은,

상기 제1 및 제2광원과, 상기 색선택수단 사이의 광경로 상에 배치되어, 입사광을 소정 광량비로 나누어 투과 또는 반사시키도록 된 빔스프리터와;

상기 빔스프리터의 일쪽에 배치되어 상기 빔스프리터쪽에서 입사된 광을 다른 각도로 반사시키도록 배치된 반사미러와;

상기 빔스프리터에서 출사된 광이 입사되는 제1입사영역과, 상기 반사미러를 경유한 광이 입사되는 제2입사영역을 갖는 입사면과, 상기 제1입사영역을 투과하여 입사된 광을 굴절 투과시키는 제1출사면과, 상기 제2입사영역을 투과하여 입사된 광을 굴절 투과시키는 제2출사면을 구비하여 상기 제1 및 제2입사영역을 통해 입사된 광을 혼합하는 프리즘을; 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝트장치.
제1항에 있어서, 상기 제1광경로 변환수단은,

상기 제1 및 제2광원과, 상기 색선택수단 사이의 광경로 상에 배치되어, 입사광을 편광성분에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 제1편광빔스프리터와;

상기 제1편광빔스프리터의 일쪽에 배치되어 상기 제1편광빔스프리터쪽에서 입사된 광을 다른 각도로 반사시키도록 배치된 반사미러와;

상기 제1편광빔스프리터에서 출사된 광이 입사되는 제1입사영역과, 상기 반사미러를 경유한 광이 입사되는 제2입사영역을 갖는 입사면과, 상기 제1입사영역을 투과하여 입사된 광을 굴절 투과시키는 제1출사면과, 상기 제2입사영역을 투과하여 입사된 광을 굴절 투과시키는 제2출사면을 구비하여 상기 제1 및 제2입사영역을 통해 입사된 광을 혼합하는 프리즘을; 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝트장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2반사경 각각은 상기 제1 및 제2램프 각각의 위치를 일 초점으로 하는 타원경인 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝트장치.
제6항에 있어서, 상기 제1램프와 상기 제1광경로 변환수단 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 제1광원쪽에서 입사되는 광을 평행광으로 바꾸어주는 제1콜리메이팅렌즈와, 상기 제2램프와 상기 제1광경로 변환수단 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 제2광원쪽에서 입사되는 광을 평행광으로 바꾸어주는 제2콜리메이팅렌즈를 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝트장치.
제1항에 있어서, 상기 색선택수단은 각각 다른 파장영역의 광을 투과시키도록 된 세 개의 칼라필터를 가지며 상기 제1광경로 변환수단과 상기 제2광경로 변환수단 사이의 광경로 상에 회전 가능하게 배치된 회전판과, 상기 회전판을 회전 구동시키는 구동원을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝트장치.
제1항에 있어서, 상기 제2광경로 변환수단은 입사광을 편광성분에 따라 투과 또는 반사시키도록 된 제2편광빔스프리터 인 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝트장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2화상생성수단 각각은 입사된 광이 각 영역에 따라 독립적으로 선택된 편광방향을 가지도록 하고 이를 반사시키는 강유전체 액정표시소자인 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝트장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2화상생성수단 각각은 광경로 상에 배치되어 입사광의 위상을 지연시켜 편광방향을 변환하는 제2위상지연판과; 각각 독립적으로 구동되며 이차원 어레이 구조를 가지는 다수의 반사미러를 구비하여 반사된 입사광으로부터 화상을 생성하는 가동미러장치를; 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝트장치.
제1항 내지 제3항 및 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1광경로 변환수단과 상기 제2광경로 변환수단 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 광원쪽에서 입사된 광을 발산/집속 또는 난반사시켜 균일광이 되도록 하는 광혼합수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝트장치.
제12항에 있어서, 상기 광혼합수단은 입사광을 난반사시켜 균일광이 되도록 광경로에 대해 수직한 입사면과 출사면을 가지는 글래스로 된 직육면체 형상의 스크램블러와, 상기 스크램블러와 제2광경로 변환수단 사이에 배치되어 상기 제2광경로 변환수단에 입사되는 광이 평행광이 되도록 하는 한 쌍의 릴레이렌즈를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝트장치.