KR100252982B1

KR100252982B1 - Polarized light conversion device for liquid crystal projector

Info

Publication number: KR100252982B1
Application number: KR1019970049356A
Authority: KR
Inventors: 권순형
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1997-09-27
Filing date: 1997-09-27
Publication date: 2000-05-01
Also published as: KR19990027014A

Abstract

PURPOSE: A polarization converting apparatus is provided to enhance optical efficiency and color reproduction by converting non-polarized light into linearly polarized light. CONSTITUTION: The first parabolic reflector(31) focuses light radiated from a metal halide light source(30) into a parallel light. A polarizing beam splitter(32) has a certain magnitude of non-coated portion about the light axis at a coated contact surface(a). A gamma/4 plate(33) and a reflector(34) are positioned in sequence along the incidence and transmission direction of light to/through the polarizing beam splitter(32). The second parabolic reflector(35) has a focus in the center of a non-coated portion(b) of the polarizing beam splitter(32). A focusing lens(36), a liquid crystal display(37) and a transmission lens(38) are positioned in sequence at an output side of the polarizing beam splitter(32). A fresnel lens(39) is installed between the liquid crystal display(37) and the transmission lens(38).

Description

액정 프로젝터의 편광변환장치Polarization Converter of LCD Projector

본 발명은 액정(LCD)프로젝터의 편광 변환장치에 관한 것으로, 특히 비편광된 빛을 빛의 손실없이 하나의 선편광된 빛으로 전환하는 액정프로젝터의 편광변환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a polarization converting device of a liquid crystal (LCD) projector, and more particularly to a polarization converting device of a liquid crystal projector for converting unpolarized light into one linearly polarized light without loss of light.

대화면 디스플레이에 대한 수요가 증대하여 일반브라운관 TV가 대형화되고, PDP(Plazma display panel)등이 개발되고 있다.As the demand for large-screen displays increases, general CRT TVs are enlarged, and plasma display panels (PDPs) are being developed.

일반적으로는 영상투사장치가 이러한 요건에 부응되고 있으며, 이러한 영상투사장치의 하나로, 사용화된 평면표시장치(Flat panel display device)인 LCD를 영상소자로 사용하는 액정프로젝터가 가장 보편화되어 사용되고 있다.In general, an image projection apparatus meets these requirements, and as one of such image projection apparatuses, a liquid crystal projector using an LCD, which is a flat panel display device used as an image element, is most commonly used.

액정프로젝터에 사용되는 LCD는 선편광된 빛이 입사되어 영상정보에 따라 편광회전이 달라져 출력되고 이 빛이 선평광 필터에 의해 투과되는 빛양을 달리하므로써 영상화면을 출력하게 된다.The LCD used in the liquid crystal projector outputs a polarized light rotation according to image information by linearly polarized light and outputs an image screen by varying the amount of light transmitted by the linear flat filter.

따라서 액정프로젝터는 임의편광을 갖는 빛을 하나의 선편광을 갖는 빛으로 만들어 주어야 하는데, 이를 위해서는 일반적으로 선편광판이 사용되고, 이 선편광판은 다른 성분의 빛을 흡수하므로써 편광빛을 만들게 되나, 이때 60%의 빛손실이 발상하게 된다.Therefore, the liquid crystal projector needs to make light having arbitrary polarization into light having one linear polarization. For this purpose, a linear polarizing plate is generally used, and the linear polarizing plate absorbs light of other components to make polarized light, but at this time, 60% Of light loss occurs.

한편 투사계로 작은화면을 대화면으로 확대투사하는 것이기 때문에 대화면의 영상을 밝게 보기위해서는 광학계의 광효율을 높여주는 것이 주요 기술과제가 되고 있다.On the other hand, because the projection screen is to enlarge the small screen to the large screen, to increase the light efficiency of the optical system to see the image of the large screen becomes a major technical challenge.

이러한 문제를 해결하는 광학적 수단의 하나가 편광변환장치의 도입이다.One of the optical means to solve this problem is the introduction of a polarization converter.

편광변환소자의 기본적인 구성은 PBS(Polarizing Beam Splitter), 선편광 90도 변환소자(γ/2 프레이트(Plate)의 위상차판) 및 빛의 방향변환소자이다.The basic configuration of the polarization conversion element is a PBS (Polarizing Beam Splitter), a linearly polarized 90 degree conversion element (? / 2 plate), and a light direction conversion element.

PBS는 편광된 빛을 P파(전기장의 방향이 빛 입사면에 나란한 성분의 빛)와 S파로 공간적으로 분리하는 역할을, 위상차판은 S파를 P파로, 또는 P파를 S파로 변환시키는 역할을, 빛의 방향변환소자는 빛의 방향을 바꾸어 공간분리된 빛을 동일 방향으로 합성할 수 있는 역할을 한다.PBS spatially separates the polarized light into P waves (light whose components are parallel to the light incident surface) and S waves, and the retarder converts S waves into P waves or P waves into S waves. The light redirection device plays a role of synthesizing the space separated light in the same direction by changing the direction of light.

이러한 편광변환장치는 USP 5,283,600에 개시되어 있다.Such a polarizer is disclosed in USP 5,283,600.

상기 특허에서 종래 기술로 인용되고 있는 예에 대하여 도 1을 참고하여 설명하면, 광원(10)과 상기 광원(10)에서 투사된 빛을 P파 및 S파로 공간적으로 분리하는 PBS(11)와, 상기 PBS(11)에서의 반사되는 S파의 방향을 전환하는 방향전환 밀러(12)와, 이 밀러(12)에 의해 방향전환된 S파를 P파로 변환시키는 반파장 프레이트(13)와 LCD(14)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1 for an example cited in the prior art in the patent, the light source 10 and the PBS (11) for spatially separating the light projected from the light source 10 into P waves and S waves, The turning mirror 12 which changes the direction of the reflected S wave in the PBS 11, the half wavelength plate 13 which converts the S wave converted by the mirror 12 into the P wave, and the LCD ( 14).

이와 같이 구성된 편광변환장치의 먼저 광원(10)에서 발생된 비편광된 빛이 PBS(11)에 입사되면, P파는 투과되고 S파는 반사되어 두 개의 편광성분으로 분리되며, 이때 P파는 목표하는 영상소자, 예를 들어 LCD(14)로 입사되고, S파는 방향전환 밀러(12)에 의해 상기한 목표 영상소자인 LCD(14)로 향하는데 중간 경로에 위치한 반파장 프레이트(13)에 의해 P파로 전환되며, 이것에 의해 상기 LCD(14)로 입사하는 빛은 모두 P파로 된다.When the non-polarized light generated from the light source 10 is incident on the PBS 11, the P wave is transmitted and the S wave is reflected and separated into two polarization components. The P wave is a target image. The element, for example, enters the LCD 14, and the S-waves are directed by the turning mirror 12 to the LCD 14, which is the target image element described above, by the half-wave plate 13 located in an intermediate path. By this, all light incident on the LCD 14 becomes P-wave.

그러나 상기 종래기술의 편광변환장치는, 목표물의 광축을 기준으로 서로 각을 가지고 입사될 수 밖에 없는데, PBS(11)로부터 LCD(14) 면까지의 거리와, PBS(11)크기에 의한 각도를 갖으며, PBS(11)에서 LCD(14)까지의 거리가 작은 경우 각도가 커지게 되고, 이로 인한 투사렌즈 등의 광학계에서 빛의 손실이 발생되거나 또는 각도를 줄이기 위해서는 LCD(14)까지의 거리가 커져야 한다.However, the polarization conversion device of the prior art has to be incident with each other with respect to the optical axis of the target, the distance from the surface of the PBS 11 to the LCD 14, and the angle by the size of the PBS (11) When the distance from the PBS 11 to the LCD 14 is small, the angle becomes large, and thus the distance to the LCD 14 is reduced or light is lost in the optical system such as a projection lens. Should be large.

예를들어, PBS(11)의 수평길이의 ½이 20㎜이고, 빔(Beam)의 길이가 5도인 경우 LCD(14)까지의 거리는 230㎜가 되어야 한다.For example, if ½ of the horizontal length of the PBS 11 is 20 mm and the length of the beam is 5 degrees, the distance to the LCD 14 should be 230 mm.

상기 미국특허의 편광변환장치는 이런 문제점을 해소하도록 도 2에 도시된바와 같이, 광원(20)에서 나오는 광의 광축(x)에 대하여 대칭되게 복수의 PBS(21a, 21b)와, 반사판(22a, 22b) 및 위상차판(23a, 23b)를 설치하고, 상기 PBS(21a, 21b) 및 위상차판(23a, 23b)으로부터 평행하게 출력되는 소정 편광성분의 빛만을 통과시키는 LCD(24)와, 이 LCD(24)로부터 나오는 선편광의 빛을 스크린(26)에 투사시키기 위한 투사렌즈(25)로 구성되어 있으며, 이와 같은 구성에 의하여 하나의 선편광 빛이 평행성을 유지하여 출력할 수 있도록 하였고, 편광변환장치에 입사편광이 PBS(21a, 21b)가 배열된 방향(도 2에서 수평방향)으로 퍼지게 구성하였다.In order to solve this problem, the polarization conversion apparatus of the U.S. patent has a plurality of PBSs 21a and 21b and a reflector plate 22a, symmetrically with respect to the optical axis x of the light emitted from the light source 20, as shown in FIG. 22b) and retardation plates 23a and 23b, and an LCD 24 for passing only light of a predetermined polarization component output in parallel from the PBSs 21a and 21b and retardation plates 23a and 23b; It consists of a projection lens 25 for projecting the linearly polarized light emitted from the (24) to the screen 26, by this configuration so that one linearly polarized light can be output while maintaining parallelism, polarization conversion The incident polarization of the device was configured to spread in the direction in which the PBSs 21a and 21b are arranged (horizontal direction in FIG. 2).

따라서, 와이드화면(수평/수직폭의 비가 큰것)에 대하여서는 효과적으로 광효율 향상을 구현할 수 있으나, 편광변환소자는 광축을 중심으로 수평으로 대칭되게 구성되어 있기 때문에 이 중심축에 대하여 각 방향(좌/우)으로 입사되는 빛은 그의 한 편광성분빛이 그대로 투과되나 다른 편광성분의 빛은 반사되어 비임(beam) 폭만큼 쉬프트되고 편광변환되어 출력되므로 수직, 수평의 비임 폭이 달라질 수 밖에 없다.Therefore, it is possible to effectively improve the light efficiency for a wide screen (large horizontal / vertical ratio), but since the polarization conversion element is configured to be horizontally symmetric about the optical axis, the direction (left / right) Right) the incident light is transmitted through the same polarized light of the light as it is, but the light of the other polarized light is reflected and shifted by the beam width (polarized beam) and the polarized conversion is output so that the vertical and horizontal beam width is bound to be different.

한편 타겟트에리어(Taget area)에서의 수직/수평의 비임폭을 유사하게 하기 위해서는 편광변환장치의 수평방향 입사빛의 비임폭을 컷팅하여야 하며 이로 인해 광손실을 수반하게 된다.On the other hand, in order to make the beam width of the vertical and horizontal areas similar to the target area, the beam width of the incident light in the horizontal direction of the polarization converter must be cut, which causes light loss.

따라서 목표물의 크리어 아퍼처(Clear Aperture)의 종횡비가 1과 달라지는 경우 효율적이지 못한 단점을 가지고 있으며, 복수의 PBS(21a, 21b) 및 위상차판(23a, 23b)이 접합되어 구성되었기 때문에 광축에 대하여 각도를 갖는 빛에 대하여서는 각 접합면을 교차하여 지나가는 빛이 있게 되고,이러한 빛들은 원하는 동작특성을 갖지 못하게 되며, 각 PBS 소자를 통하여 출력되는 빛들이 화상면에서 불균일한 밝기분포를 갖는 경계면을 형성할 가능성이큰 단점을 가지고 있다.Therefore, when the aspect ratio of the clear aperture of the target is different from 1, it has an inefficient disadvantage, and since the plurality of PBSs 21a and 21b and the retardation plates 23a and 23b are bonded to each other, With respect to the angled light, there is light passing through each junction, and these lights do not have the desired operating characteristics, and the light output through each PBS element produces an interface with uneven brightness distribution in the image plane. It has a disadvantage that is likely to form.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 편광빛을 사용하는 액정 프로젝터 광학계에서, 비편광된 빛을 손실없이 선편광된 빛으로 변환시키는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention has been invented in view of the problems of the prior art, and aims to convert unpolarized light into linearly polarized light without loss in a liquid crystal projector optical system using polarized light.

본 발명의 다른 목적은 LCD 편광판에 의한 손실을 방지하여 밝기 효율을 향상시키는데 있다.Another object of the present invention is to prevent the loss caused by the LCD polarizer to improve the brightness efficiency.

도 1과 도 2는 종래의 액정 프로젝터의 편광변환 장치를 개략적으로 나타낸 도면,1 and 2 schematically show a polarization conversion device of a conventional liquid crystal projector,

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 액정 프로젝터의 편광변환 장치를 개략적으로 나타낸 도면,3A and 3B are views schematically showing a polarization conversion device of a liquid crystal projector of the present invention;

도 4 및 도 5는 본 발명의 변형에를 개략적으로 나타낸 도면이다.4 and 5 schematically show a variant of the invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

10, 20, 30 : 광원 11, 21a, 21b, 32 : PBS10, 20, 30: light source 11, 21a, 21b, 32: PBS

12 : 방향 전환 밀러 13 : 반(1/2)파장 프레이트12: direction change mirror 13: half (1/2) wavelength plate

14, 24, 37 : LCD 22a, 22b : 반사판14, 24, 37: LCD 22a, 22b: Reflector

23a, 23b : 위상차판 25, 38 : 투사렌즈23a, 23b: phase difference plate 25, 38: projection lens

26 : 스크린 31, 35 : 포물 반사경26: screen 31, 35: parabolic reflector

34 : 반사경 33 : λ/4 프레이트34: reflector 33: λ / 4 plate

36 : 집광렌즈36 condensing lens

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정프로젝터의 편광변환장치는, 광원과, 상기 광원으로부터 반사되는 빛을 평행광으로 집광시키기 위한 포물반사경과, 코팅되는 접합면에 광축을 중심으로 일정크기의 비코팅부를 갖는 PBS와, 상기 PBS에 입사되어 투과되는 방향에 순차적으로 위치하는 γ/4 프레이트 및 반사경과, 상기 PBS에 입사되어 반사되는 방향으로 위치하고, 상기 PBS의 중심에 형성된 코팅부에 촛점을 갖는 포물반사경과, 상기 PBS의 출력측에 순차적으로 위치하는 집광렌즈, LCD 및 투사렌즈를 포함함을 특징으로 하고 있다.The polarization conversion device of the liquid crystal projector of the present invention for achieving the above object, a light source, a parabolic reflector for condensing the light reflected from the light source to parallel light, and a fixed surface of a certain size around the optical axis coated PBS having an uncoated portion, γ / 4 plate and reflector sequentially positioned in the direction of incident and transmitted through the PBS, and are positioned in the direction reflected and incident on the PBS, focusing on the coating formed in the center of the PBS A parabolic reflector, and a condenser lens, an LCD, and a projection lens sequentially positioned on the output side of the PBS.

쇼트아크(Shortarc)의 메탈 할리이드(Metal Halide)광원(30)과, 상기 광원(30)으로부터 방사되는 빛을 평행광으로 집광시키기 위한 포물반사경(31)과, 코팅되는 접합면(a)에 광축을 중심으로 일정 크기의 비코팅(non coating)부(b)를 갖는 PBS(32)와, 상기 PBS(32)에 입사되어 투과되는 방향으로 순차적으로 위치되는 γ/4프레이트(33) 및 반사경(34)과, 상기 PBS(32)에 입사되어 반사되는 방향으로 위치되고 상기 PBS(32)의 비코팅부(b) 중심에 촛점을 갖는 포물반사경(35)과, 상기 PBS(32)의 출력측에 순차적으로 위치하는 집광렌즈(36), LCD(37) 및 투사렌즈(38)를 가지도록 구성되어 있으며, 상기 LCD(37)와 투사렌즈(38)사이에는 프레넬(fresnel)렌즈(39)가 설치되어 있다.On a metal halide light source 30 of Shorttar, a parabolic reflector 31 for condensing the light emitted from the light source 30 into parallel light, and a coated surface a PBS 32 having a non-coating portion b of a predetermined size around the optical axis, γ / 4 plate 33 and reflecting mirrors sequentially positioned in the direction of being incident to and transmitted by the PBS 32 (34), a parabolic reflector (35) positioned in a direction reflected and incident on the PBS (32) and having a focus at the center of an uncoated portion (b) of the PBS (32), and an output side of the PBS (32). And a condenser lens 36, an LCD 37, and a projection lens 38, which are sequentially positioned on the display panel, and a Fresnel lens 39 between the LCD 37 and the projection lens 38. Is installed.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예의 단면을 모식적으로 나타낸 것으로, 본 발명의 액정 프로젝터의 편광변환 장치는 이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 근거하여 상세히 설명한다.3A and 3B schematically illustrate a cross section of an embodiment of the present invention, and the polarization conversion device of the liquid crystal projector of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이와 같이 구성된 본 발명의 액정프로젝터의 편광변환장치의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the polarization conversion device of the liquid crystal projector of the present invention configured as described above will be described.

메탈할리이드 광원(30)에서 반사된 빛은 이 광원(30)을 촛점으로 갖는 포물반사경(31)에 의하여 임의 편광의 평행광으로 출력되어 PBS(32)에 입사되며, PBS(32)의 비코팅부(b)를 제외한 코팅면(a)에서 P파는 투과되어 γ/4 프레이트(33)에서 원편광으로 변환되고 이어 반사경(34)에 의해 반사된후 γ/4 프레이트(33)에 다시 입사되어 S파의 선편광으로 된다. 이 S파의 선편광은 PBS(32)에 재입사된후 반사되어 S파로 출력된다.The light reflected by the metal halide light source 30 is output as parallel light of arbitrary polarization by the parabolic reflector 31 having the light source 30 as a focus, and is incident on the PBS 32, and the ratio of the PBS 32 is increased. In the coating surface (a) except for the coating portion (b), the P wave is transmitted and converted into circularly polarized light on the γ / 4 plate 33 and then reflected by the reflector 34 and then incident again on the γ / 4 plate 33. This results in linearly polarized S wave. The linearly polarized light of the S wave is reflected back into the PBS 32 and then reflected and output as the S wave.

한편, 광원(30)으로 방사되어 임의편광의 평행광으로 출력되어 PBS(31)에 입사되는 S파는, PBS(32)의 코팅면(a)에서 반사되어 포물반사경(35)에 입사되고, 이 S파는 포물반사경(35)에서 편광변환없이 수렴되어 이 포물반사경(35)의 촛점에 해당되는 PBS(32)의 비코팅부(b)를 경유하여 그대로 투과되어 발산하게 되므로 광축에 대칭적으로 하나의 선편광을 갖고 동일방향으로 합성되어 PBS(32)로부터 출력된다.On the other hand, S-waves emitted by the light source 30 and output as parallel light of arbitrary polarization and incident on the PBS 31 are reflected by the coating surface a of the PBS 32 and incident on the parabolic reflector 35. S-waves converge in the parabolic reflector 35 without polarization transformation and are transmitted through the uncoated portion (b) of the PBS 32 corresponding to the focal point of the parabolic reflector 35 so as to be divergent. The linearly polarized light is synthesized in the same direction and output from the PBS 32.

상기 PBS(32)면의 비코팅부(b)의 크기는 포물반사경(35)에 의하여 이 면에 수렴되는 비임 크기로 최소화되기 때문에 비코팅부(b)에 따른 빛의 손실은 극히 미약하여 전체적인 영향은 거의 없다.Since the size of the uncoated portion (b) of the surface of the PBS 32 is minimized to the size of the beam converged to this surface by the parabolic reflector 35, the loss of light due to the uncoated portion (b) is extremely weak and overall. There is little impact.

그리고, PBS(32)로부터 출력되는 빛은 경유하는 경로에 따라 비임의 발산특성이 다르게 된다. 즉, 상기 PBS(32)를 통하여 출력되는 빛의 각도에 있어, 평면의 반사경(34)을 거쳐 출력되는 빛은 평생성을 유지하나, 포물선반사경(35)을 거쳐 출력되는 빛은 발산하기 때문에 이를 PBS(32)와 LCD(37)사이에 설치된 집광렌즈(36)에 의하여 LCD면으로의 빛의 입사효율 및 밝기분포를 향상시키게 된다.The light output from the PBS 32 has different beam divergence characteristics depending on the route. That is, in the angle of light output through the PBS (32), the light output through the reflector 34 of the plane maintains the lifetime, but the light output through the parabolic reflector (35) emits this because The condensing lens 36 provided between the PBS 32 and the LCD 37 improves the incident efficiency and brightness distribution of light onto the LCD surface.

그리고, 프레넬렌즈(Fresner lense)(39)에 의하여 LCD(37)를 투과한 빛에 대한 투사렌즈(38)로의 투과효율을 높일 수 있다.In addition, the transmission efficiency of the light transmitted through the LCD 37 to the projection lens 38 by the Fresner lens 39 can be increased.

이렇게 LCD에 입사된 빛은 LCD(37)에 가해지는 전기적 영상신호에 의하여 광학적 신호로 변환된 후 투사렌즈(38)를 거쳐 스크린에 확대투영되는 동작을 하게 된다.The light incident on the LCD is converted into an optical signal by an electric image signal applied to the LCD 37 and then is projected to the screen through the projection lens 38.

도 4는, 본 발명의 광학계구성의 변형예를 개략적으로 나타낸 것으로 상기 PBS(32)로부터 출력되는 비임 발산특성을 조성하는 γ/4 프레이트(33)와, 반사경(34)사이에 오목렌즈(40)를 설치하므로써 입사되는 평행광(도 4에서, P파로 표시됨)을 발산하도록 하여 전술한 또 다른 경로의 발산광과 유사성을 제공하게 되어 전술한 집광렌즈부의 설계자유도를 확장할 수 있다.Fig. 4 schematically shows a modification of the optical system configuration of the present invention, wherein the concave lens 40 is formed between the? / 4 plate 33 and the reflector 34, which form a beam divergence characteristic output from the PBS 32; By providing), it is possible to diverge the incident parallel light (indicated by P-wave in FIG. 4) to provide similarity to the divergent light of another path described above, thereby extending the design freedom of the condensing lens unit.

그리고 도 5는 본 발명의 또 다른 광학계 구성의 변형예를 나타낸 것으로, LCD(37)전단에 위상차판(γ/2 프레이트)(41)을 설치하여 선편광방향(각도)를 변환시키므로써, LCD(37)의 입력선편광상태를 만족시키도록 한 것이다.FIG. 5 shows a modification of another optical system configuration of the present invention, and is provided with a phase difference plate (γ / 2 plate) 41 at the front of the LCD 37 to convert the linearly polarized light direction (angle). It satisfies 37) of the input line polarization state.

이는 일반적으로 제조업체 및 다른 시스템 특성에 의하여 LCD(37)에 입사되는 선편광방향(각도)이 설정되는데, 상술한 본 발명의 실시예에서는 출력 편광상태가 지면에 수직한 S파이기 때문에 LCD의 입력 선편광상태가 P파를 요구하는 경우에 위상차판(40)을 설치하여 S파를 P파로 변환시키도록 한 것이다.In general, the linear polarization direction (angle) incident on the LCD 37 is set by the manufacturer and other system characteristics. In the above-described embodiment of the present invention, the input linear polarization of the LCD is because the output polarization state is S S perpendicular to the ground. When the state requires a P wave, a phase difference plate 40 is provided to convert the S wave into a P wave.

한편, 본 발명의 실시예에서는 설명되어 있지 않으나, 액정프로젝터는 현재 1매의 LCD를 채용하는 단판형과, 3매의 LCD를 채용하는 3판형이 주류를 이루고 있으며, 3판형은 Mochrome의 LCD를 R.G.B 용으로 사용하고, 광원과 각 LCD사이에 광학적 색분리소자인 디클로익 필터(Dichroic Filter)를 다수 채용하여 R.G.B광을 공간적으로 분리하여 각 해당 LCD빛을 입사시키고 출력된 R.G.B의 영상은 각 LCD와 투사렌즈사이에 디크로익 필터를 다수 사용함으로써 합성된 백색영상을 얻도록 형성되어 있다.On the other hand, although not described in the embodiment of the present invention, the liquid crystal projector is currently a single plate type employing one LCD, and the three-plate type employing three LCDs are the mainstream, and the three-plate type is Mochrome LCD It is used for RGB, and adopts Dichroic Filter which is an optical color separation element between the light source and each LCD to spatially separate RGB light, and then inputs the corresponding LCD light and outputs the image of RGB It is formed to obtain a synthesized white image by using a large number of dichroic filters between the LCD and the projection lens.

따라서 분리용 다이크로익 필터는 PBS소자의 LCD사이에 합성용 디크로익 필터소자는 LCD와 투사렌즈사이에 위치하도록 구성하므로써, 본 발명은 3판형 액정프로젝터로 작용될 수 있다.Therefore, the separation dichroic filter is configured between the LCD of the PBS element and the synthesis dichroic filter element is positioned between the LCD and the projection lens, so that the present invention can function as a three-plate type liquid crystal projector.

이상과 같이 본 발명은 편광변환에 의한 하나의 선편광을 광손실없이 출력하도록 하므로써 선편광을 사용하는 LCD 등의 디스플레이 시스템에서 편광판을 사용하는 경우 보다 광효율을 2배이상 향상시킬 수 있으며, 종래의 편광장치에 비하여 비임량을 줄일 수 있어 광학효율 및 색재현성율 등을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 4:3개구비(aperture ratio)를 갖는 디스플레이소자에 대하여 광효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by outputting one linearly polarized light due to the polarization conversion without light loss, the optical efficiency can be improved by more than two times than when using a polarizing plate in a display system such as an LCD using linearly polarized light. Compared with the present invention, it is possible to reduce the amount of fertilizer, thereby improving optical efficiency and color reproducibility, etc., as well as improving the light efficiency of a display device having an 4: 3 aperture ratio.

Claims

광원과,With a light source,

상기 광원으로부터 방사되는 빛을 평행광으로 집광시키기 위한 포물반사경과,A parabolic reflector for condensing light emitted from the light source into parallel light;

코팅되는 접합면에 광축을 중심으로 일정크기의 비코팅부를 갖는 PBS와,PBS having a non-coated portion of a predetermined size around the optical axis on the bonded surface to be coated,

상기 PBS에 입사되어 투과되는 방향에 순차적으로 입사되는 γ/4프레이트 및 반사경과,A γ / 4 plate and a reflecting mirror which are sequentially incident in a direction of being incident on the PBS and transmitted;

상기 PBS에 입사되어 반사되는 방향으로 위치하고, 상기 PBS의 중심에 형성된 비코팅부에 촛점을 갖는 포물반사경과,A parabolic reflector positioned in a direction reflected and incident on the PBS and having a focus on an uncoated portion formed at the center of the PBS;

상기 PBS의 출력측에 순차적으로 위치하는 집광렌즈, LCD 및 투사렌즈를 포함함을 특징으로 하는 액정프로젝터의 편광변환장치.And a condenser lens, an LCD, and a projection lens sequentially positioned on the output side of the PBS.

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 γ/4 프레이트와 상기 반사경사이에 오목렌즈가 더 설치됨을 특징으로 하는 액정프로젝터의 편광변환장치.And a concave lens is further provided between the γ / 4 plate and the reflector.

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 반사경은 블록거울 형상임을 특징으로 하는 액정프로젝터의 편광변환장치.The reflector is a polarization converter of the liquid crystal projector, characterized in that the block mirror shape.

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 LCD와 상기 집광렌즈 사이에는 γ/2 프레이트가 더 설치됨을 특징으로 하는 액정프로젝터의 편광변환장치.And a γ / 2 plate is further provided between the LCD and the condenser lens.

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 LCD와 투사렌즈 사이에는 프레넬렌즈가 더 설치됨을 특징으로 하는 액정프로젝터의 편광변환장치.And a Fresnel lens is further provided between the LCD and the projection lens.