KR100440958B1

KR100440958B1 - 조명계 및 이를 채용한 프로젝터

Info

Publication number: KR100440958B1
Application number: KR10-2001-0062936A
Authority: KR
Inventors: 김성하; 소콜로프키릴
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2004-07-21
Also published as: KR20030030682A; JP3863477B2; CN1412617A; CN1257433C; EP1302812A2; US6799849B2; US20040012831A1; EP1302812A3; JP2003195213A

Abstract

칼라휠 없이 칼라 화상을 구현할 수 있는 조명계 및 이를 채용한 프로젝터가 개시되어 있다.

이 개시된 조명계는, 소정 파장의 광빔을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광소자와 상기 발광소자 로부터 출사된 광빔의 단면적을 압축시키도록 된 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 구비한 조명유닛; 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램광소자를 통해 입사되는 입사광의 진행경로를 변환시켜주는 제1 광경로변환기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 개시된 프로젝터는, 소정 파장의 광빔을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광소자와 상기 발광소자 로부터 출사된 광빔의 단면적을 압축시키도록 된 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 구비한 조명유닛; 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 통해 입사되는 입사광의 진행경로를 변환시켜주는 제1 광경로변환기; 상기 제1 광경로변환기로부터 입사되는 광을 입력된 영상 신호에 따라 처리하여 화상을 형성하는 디스플레이 소자; 상기 디스플레이 소자에 의해 형성된 화상을 스크린쪽으로 확대 투사시키는 투사 렌즈 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

조명계 및 이를 채용한 프로젝터{Illumination system and a projector imploying it}

본 발명은 조명계 및 이를 채용한 프로젝터에 관한 것으로, 특히 칼라휠 없이 칼라 화상을 구현할 수 있는 조명계 및 이를 채용한 프로젝터에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 종래의 프로젝터는 광원(100)과, 이 광원(100)으로부터 출사된 빔을 집속시키는 제1 릴레이 렌즈(102), 입사광을 R,G,B 삼색빔으로 분리시키는 칼라휠(105), 상기 칼라휠(105)을 통과한 빔을 균일하게 만들어 주는 플라이 아이 렌즈(107), 상기 플라이 아이 렌즈(107)를 경유한 빔을 집속시키는 제2 릴레이 렌즈(110), 상기 칼라휠(105)을 통해 순차적으로 입사되는 R,G,B 삼색에 의해 칼라 화상을 형성하는 디스플레이 소자(112) 및 상기 디스플레이 소자(112)에 의해 형성된 화상을 스크린(118)으로 향하게 하는 투사렌즈계(115)를 포함하여 구성된다.

상기 광원(100)은 크세논(xenon) 램프, 금속-할로겐(metal-halide) 램프, UHP 램프 등이 사용되는데 이러한 램프는 불필요한 적외선과 자외선이 많이 방출된다. 이로 인해 많은 열이 발생됨에 따라 열을 식혀주기 위한 냉각팬이 사용되는데 이 냉각팬은 소음 발생의 원인이 된다. 또한, 램프 광원의 스팩트럼 분포를 보면 전 파장에 대하여 넓게 분포되어 있어 좁은 칼라 게멋(gamut)을 가지므로 칼라 선택의 폭이 줄고, 색순도가 불량할 뿐 아니라, 수명이 짧아 램프의 안정적인 사용이 제한되는 문제점이 있다.

한편, 종래의 프로젝터에서는 칼라 화상을 구현하기 위해 상기 칼라휠(105)을 구동 모터(미도시)에 의해 고속으로 회전시켜 R(Red),G(Green),B(Blue)를 순차적으로 상기 디스플레이 소자(112)에 조명하는 방식으로 칼라화상을 구현한다. 상기 칼라휠(105)은 R,G,B 삼색 필터가 휠 전체에 등분 배치되어, 한 화면이 형성되는 동안 3회전되며 상기 디스플레이 소자(112)의 응답 속도에 따라 상기 칼라휠(105)의 회전시 한 칼라씩 순차적으로 사용하게 되므로 2/3의 광손실이 발생된다. 또한, 바람직한 칼라 구현을 위해서 상기 칼라휠(105)의 각 칼라의 경계부분에서 소정 간격의 갭이 형성되어 있어 이 부분에서도 광손실이 야기된다.

뿐만 아니라, 상기 칼라휠(105)은 고속으로 회전하므로 소음이 발생하고 기계적인 운동으로 인해 안정성에 불리할 뿐만 아니라, 구동 모터의 기계적인 한계 때문에 일정한 속도 이상의 속도를 얻기는 어려우므로 칼라 브레이크업(breakup) 현상이 초래된다. 더욱이 칼라휠 자체의 단가가 매우 고가이므로 제조비용 상승의 일요인이 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 소정 파장의 광을 조사하는 발광소자를 가진 조명계를 이용하여 색순도 및 칼라 게멋이 향상되고, 칼라휠 없이 칼라 화상을 구현할 수 있는 조명계 및 이를 채용한 프로젝터를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자 또는 회절광학소자를 구비하여 빔의 단면적을 최소화함으로써 광손실을 줄이고, 부피를 줄인 조명계 및 이를 채용한 프로젝터를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 프로젝터의 개략적인 구성도를 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 조명계의 개략적인 구성도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명계의 개략적인 구성도이다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 조명계에서 광경로 변환기의 여러 가지 실시예를 나타낸 도면이다.

도 8은 본 발명에 따른 조명계를 채용한 프로젝터의 개략적인 구성도이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,1',11,11',21,31...조명유닛 10a,10b,10c...홀로그램 광소자

13...평행광 형성수단 15,18,23,25,28...홀로그램

20,20'...제1 광경로변환기 30,30'...제2 광경로변환기

30a,30b,30c...다이크로익 필터

35a,35b,35c...콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터

60...X 프리즘 65...조명계

67...플라이 아이 렌즈 75...디스플레이소자

77...투사렌즈 유닛 80...스크린

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 조명계는 소정 파장의 광빔을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광소자와 상기 발광소자로부터 출사된 광빔의 단면적을 압축시키도록 된 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 구비한 조명유닛; 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 통해 입사되는 입사광의 진행경로를 변환시켜주는 제1 광경로변환기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 적어도 하나 이상의 발광소자는 어레이 구조로 된 것을 특징으로 한다.

상기 발광소자는 LED, 레이저 다이오드, 유기 EL 및 FED 중 어느 하나로 된 것을 특징으로 한다.

상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자는, 상기 발광소자 또는 발광소자 어레이로부터 조사된 빔의 진행 방향을 변환하는 제1 홀로그램 광소자; 상기 제1 홀로그램 광소자에 의해 진행 방향이 변환되어 입사된 빔의 회절 각도를 줄일 수 있도록 설계된 제2 홀로그램 광소자;를 구비하여 입사광이 상기 제1 광경로변환기에 의해 반사될 때 빔의 단면적을 압축할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 홀로그램 광소자는, 입사광이 상기 제2 홀로그램 광소자를 향해 소정 각도로 기울어져 평행하게 입사되도록 설계된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 광경로변환기는 반사미러인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 광경로변환기를 경유한 빔을 선택적으로 투과 또는 반사시킴으로써 광진행 경로를 변환하는 제2 광경로변환기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

서로 다른 파장의 빔을 조사하는 복수개의 조명유닛이 수평방향으로 일렬로배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 광경로변환기는, 상기 제1 광경로변환기를 경유한 빔을 파장에 따라 반사 또는 투과시키는 다이크로익 필터인 것을 특징으로 한다.

상기 제2 광경로변환기는, 상기 제1 광경로변환기를 경유한 빔을 편광 방향 및 파장에 따라 반사 또는 투과시키는 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터인 것을 특징으로 한다.

상기 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터는, 소정 파장의 빔에 대해 우원편광의 광을 반사시키고 좌원편광의 광을 투과시키는 제1경면과, 우원편광의 광을 투과시키고 좌원편광의 광을 반사시키는 제2경면을 가지는 것을 특징으로 한다.

서로 다른 파장의 광빔을 조사하는 복수개의 조명유닛이 소정 각도로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 광경로변환기는, X프리즘 또는 X형 다이크로익 필터인 것을 특징으로 한다.

상기 조명유닛은 복수층 구조로 더 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 발광소자 또는 발광소자 어레이로부터 조사된 광을 평행광으로 만들어 주기 위한 평행광 형성수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 평행광 형성수단은 콜리메이팅 렌즈 어레이 또는 프레넬 렌즈 어레이인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조명계는, 소정 파장의 광빔을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광소자 또는 발광소자 어레이와 상기 발광소자 또는 발광소자 어레이; 상기 발광소자 또는 발광소자 어레이로부터 조사된 빔을 집속시키는 제3 홀로그램 광소자; 상기 제3 홀로그램 광소자를 경유하여 입사된 빔을 그 단면적이 압축된 평행광으로 만들어 주는 제4 홀로그램 광소자; 상기 제4 홀로그램 광소자에 의해 평행하게 입사된 빔의 회절 각도를 줄일 수 있도록 설계된 제5 홀로그램 광소자; 상기 제5 홀로그램 광소자를 통해 입사되는 입사광의 진행경로를 변환시켜주는 제1 광경로변환기;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제5 홀로그램 광소자는 이웃하는 제3 홀로그램 광소자와 다른 평면에 배치되어 상기 이웃하는 제5 홀로그램 광소자로부터의 빔의 진행 경로를 방해하지 않도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조명계는, 소정 파장의 광빔을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광소자와 상기 발광소자 로부터 출사된 광빔의 단면적을 압축시키도록 된 적어도 하나 이상의 회절광학소자를 구비한 조명유닛; 상기 적어도 하나 이상의 회절광학소자를 통해 입사되는 입사광의 진행경로를 변환시켜주는 제1 광경로변환기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 조명계를 채용한 프로젝터는 소정 파장의 광빔을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광소자와 상기 발광소자로부터 출사된 광빔의 단면적을 압축시키도록 된 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 구비한 조명유닛; 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 통해 입사되는 입사광의 진행경로를 변환시켜주는 제1 광경로변환기; 상기 제1 광경로변환기로부터 입사되는 광을 입력된 영상 신호에 따라 처리하여 화상을 형성하는 디스플레이소자; 상기 디스플레이 소자에 의해 형성된 화상을 스크린쪽으로 확대 투사시키는 투사 렌즈 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명계 및 이를 채용한 프로젝터에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 조명계는 소정 파장의 광빔을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광 소자(10a)(10b)(10c)와, 상기 적어도 하나 이상의 발광 소자(10a)(10b)(10c)로부터 조사된 빔의 단면적을 압축할 수 있도록 설계된 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 구비한 조명 유닛(1)(11)과; 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 경유하여 입사되는 광의 진행 경로를 변환하는 제1 광경로변환기(20)를 포함한다.

상기 발광소자(10a)(10b)(10c)는 LED(Light Emitted Diode), LD(Laser Diode), 유기 EL(Electro Luminescent) 또는 FED(Field Emission Display) 등이 사용되거나, 상기와 같은 발광소자가 2차원적으로 배열된 어레이가 사용될 수 있다. 상기 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)는 서로 다른 파장의 빔을 조사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 레드(R) 파장의 빔을 조사하는 제1 발광소자(10a), 그린(G) 파장의 빔을 조사하는 제2 발광소자(10b) 및 블루(B) 파장의 빔을 조사하는 제3 발광소자(10c)로 구성될 수 있다.

상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자는 상기 제1, 제2 및 제3 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)에서 출사된 각각의 빔을 경사진 상태로 평행하게 진행하도록 해주는 제1홀로그램 광소자(15)와, 상기 제1홀로그램 광소자(15)를 경유하여 입사된 빔을 회절 각도가 작게 회절시키는 제2홀로그램 광소자(18)로 이루어질 수 있다. 일반적으로 홀로그램 광소자는 큰 회절각을 가진 홀로그램 광소자가 상대적으로 작은 회절각을 가진 홀로그램 광소자보다 제작이 어렵고 회절 효율이 떨어진다. 이러한 점을 고려하여, 상기 제1홀로그램 광소자(15)에 의해 빔의 입사 방향이 경사지게 되도록 하여 상기 제2홀로그램 광소자(18)에 입사시킴으로써, 상기 제2홀로그램 광소자(18)에 의한 회절빔의 회절각을 줄이도록 한다.

상기 제2홀로그램 광소자(15)에 의해 회절된 빔은 상기 제1 광경로변환기, 예를 들어 반사미러(20)에 의해 반사되어 광의 진행 경로가 바뀐다. 여기서, 상기 제2홀로그램 광소자(18)에 의해 회절된 빔의 회절 각도가 클수록 상기 반사미러(20)에 의해 반사되는 빔의 단면적이 작아진다. 반면에, 상술한 바와 같이 회절각이 클수록 홀로그램 광소자의 제작이 어렵고 회절효율이 떨어지는 역효과도 있으므로 이를 보완하기 위해 상기 제1홀로그램 광소자(15)를 이용하여 상기 제2홀로그램 광소자(18)로 입사되는 빔을 적당하게 경사지게 하는 것이다. 여기서는 두 개의 제1 및 제2 홀로그램 광소자(15)(18)를 구비하였지만 두 개 이상의 홀로그램 광소자를 적절히 배치함으로써 단면적 압축의 효과를 증대시킬 수 있다.

한편, 상기 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)로부터 조사되는 광빔을 평행하게 만들어 주는 콜리메이팅 렌즈 어레이 또는 프레넬 렌즈 어레이와 같은 평행광 형성수단(13)이 더 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1 광경로변환기(20)에 의해 광경로가 변환된 빔을 2차적으로 광경로 변환시켜 원하는 경로로 진행되도록 제2광경로 변환기(30)가 더 구비될 수 있다.

상기와 같이 구성된 조명유닛(1)(11)은 예를 들어, R, G, B 파장의 빔을 조사하는 조명유닛이 각각 적어도 하나씩 구비될 수 있다. 즉, 충분한 광량을 확보하기 위해 R,G,B 파장의 빔을 조사하는 각각의 조명유닛(1)(11)을 복수개로 구비할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 복수개의 조명유닛(1)(11)을 수평 방향으로 나란하게 배치하거나, 도 3에 도시된 바와 같이 복수개의 조명유닛(1)(1')(11)(11')을 상하 방향으로 복수층 구조로 배치할 수 있다. 상기 복수층 구조의 조명유닛(1)(1')(10)(10')은 상호 마주보면서 대칭되게 배치될 수 있다. 이러한 수평 구조 또는 복수층 구조는 각 파장에 대응되는 조명유닛 별로 동일하게 구성될 수 있다. 한편, 도 3에서 도 2와 동일한 참조번호를 사용하는 구성요소는 전술한 바와 동일한 기능을 수행하므로 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다. 미설명 부호 30'는 제2광경로 변환기로서 상기 복수층 구조의 경우 상층의 조명유닛(1)(11)과 하층의 조명유닛(1')(11')으로부터 출사된 광을 위해 공용으로 사용할 수 있도록 배치된다.

본 발명의 다른 실시예로서, 도 4를 참조하면 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자가 상기 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)로부터 조사된 광을 집속시키는 제3홀로그램 광소자(23), 상기 제3홀로그램 광소자(23)로부터 출사된 광을 평행하게 하는 제4홀로그램 광소자(25), 상기 제3홀로그램 광소자(23)로부터 출사된 광을 그 단면적이 감소되도록 회절시키는 제5홀로그램 광소자(28)를 포함하여 구성된다. 여기서, 전술한 실시예와 비교하여 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 구성하는 홀로그램 광소자들의 구성이 다를 뿐 다른 구성에는 실질적인 차이가 없으며, 도 2에서와 동일한 기능을 수행하는 구성요소는 동일한 참조번호를 사용한다.

상기 제3홀로그램 광소자(23)에 의해 집속된 광이 상기 제4홀로그램 광소자(25)를 통해 평행광으로 출사될 때의 빔 단면적이 상기 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)부터 출사될 때의 빔 단면적에 비해 압축되어 있음을 알 수 있다. 이와 같이 1차 압축된 빔이 상기 제5홀로그램 광소자(28)에 의해 회절된 후 제1 광경로변환기(20')에서 반사될 때 빔의 단면적이 더욱 압축되어 진행된다.

상기 발광소자 또는 발광소자 어레이, 제3 내지 제5 홀로그램 광소자(23)(25)(28)를 구비하여 구성된 조명유닛(21)(31)이 수평 방향으로 복수개 더 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 제5 및 제6 조명유닛(21)(31)이 수평 방향으로 나란하게 배치될 때, 상기 제5 홀로그램 광소자(28)는 이웃하는 제 5홀로그램 광소자와 다른 평면에 배치되어 상기 이웃하는 제5 홀로그램 광소자로부터의 빔의 진행 경로를 방해하지 않도록 한다. 다시 말하면, 상기 제5 조명유닛(21)에 포함된 제5 홀로그램 광소자(28)는 상기 제4 조명유닛(31)으로부터 출사되는 광빔의 진행 경로를 방해하지 않도록 상기 제4 조명유닛(31)에 포함된 제5 홀로그램 광소자(28)와 다른 평면에 배치된다. 이에 따라 상기 제1 광경로변환기(20')는 상기 각 조명유닛(21)(31)에 대응되게 독립적으로 배치된다.

상기 복수개의 조명유닛(21)(31)이 수평 방향으로 배치되는 외에 전술한 바와 같이 상하 방향으로 복수층 구조로 배열될 수도 있다. 또한, 복수층 구조로 배열시 서로 마주보면서 대칭되게 배열될 수 있다.

여기서, 상기 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)와 상기 제3홀로그램 광소자(23) 사이에는 상기 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)로부터 출사된 광을 평행광으로 만들어 주는 콜리메이팅 렌즈 어레이 또는 프레넬 렌즈 어레이와 같은 평행광 형성수단(13)을 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 조명유닛(21)(31)으로부터 출사되는 광의 진행경로를 변환시켜주는 제1 및 제2 광경로 변환기(20')(30')를 더 구비할 수 있다.

상기 제1 광경로변환기(20)(20')는 상기 제3 내지 제5홀로그램 광소자(23)(25)(28)에 의해 빔의 단면적이 압축되어 입사되는 광의 진행 경로를 바꿔주는 것으로 예를 들어 반사미러와 같은 것이 사용될 수 있다.

또한, 상기 제2 광경로 변환기(30)(30')는 입사광을 선택적으로 투과 또는 반사시킴으로써 서로 다른 광경로로 입사된 광을 같은 광경로로 향하도록 한다. 상기 제2 광경로변환기(30)(30')는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)로부터의 광을 각각 파장에 따라 반사 또는 투과시키도록 된 제1, 제2 및 제3 다이크로익 필터(30a)(30b)(30c)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)로부터 R 파장의 빔이, 제2 발광소자 또는 발광소자 어레이(10b)로부터 G 파장의 빔이, 제3 발광소자 또는 발광소자 어레이(10c)로부터 B 파장의 빔이 조사될 수 있다.

그리고, 상기 제1 다이크로익 필터(30a)는 R 파장의 빔만을 반사시키고 나머지 다른 파장의 G,B 빔은 투과시키며, 상기 제2 다이크로익 필터(30b)는 G 파장의빔만을 반사시키고 나머지 다른 파장의 R,B 빔은 투과시킨다. 또한, 상기 제3 다이크로익 필터(30c)는 B 파장의 빔은 반사시키고, 나머지 다른 파장의 R,G 빔은 투과시킨다. 따라서, 상기 조명유닛(1)(11)(21)(31) 및 제1 광경로변환기(20)(20')를 경유한 R빔이 상기 제1 다이크로익 필터(30a)로 입사되면, 도면상 A 방향으로 반사되어 나간다. 또한, 조명유닛(1)(11)(21)(31) 및 제1 광경로변환기(20)(20')를 경유한 G빔이 상기 제2 다이크로익 필터(30b)로 입사되면, 상기 제2 다이크로익 필터(30b)에 의해 반사되고 상기 제1 다이크로익 필터(30a)를 통과해 도면상 A 방향으로 직진한다. 또한, 상기 조명유닛(1)(11)(21)(31) 및 제1 광경로변환기(20)(20')를 경유한 B빔이 상기 제3 다이크로익 필터(30c)로 입사되면, 상기 제3 다이크로익미러(30c)에 의해 반사되고 상기 제2 및 제1 다이크로익 필터(30b)(30a)를 통과해 도면상 A 방향으로 직진한다. 이와 같이 하여 서로 다른 경로의 R,G,B 삼색빔이 같은 경로로 진행하게 된다.

이와 달리, 상기 제2 광경로변환기로 도 6에 도시된 바와 같이 입사광의 편광 방향에 따라 선택적으로 반사 또는 투과시키는 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터(35)를 이용할 수 있다. 상기 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터(35)는 소정 파장의 광에 대해 예를 들어, 우원편광의 광은 반사시키고, 좌원편광의 광은 투과시킴으로써 광경로를 변환시킬 수 있으며, 반대로 우원편광의 광은 투과시키고, 좌원편광의 광은 반사시킬 수 있다. 상기 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터(35)는 R 파장의 빔, G 파장의 빔, B 파장의 빔에 대해 각각 원편광의 편광 방향에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 제1, 제2 및 제3 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터(35a)(35b)(35c)로 구성될 수 있다.

한편, 상기 제1, 제2 및 제3 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터(35a)(35b)(35c)에는 각각 우원편광과 좌원편광의 광을 모두 사용할 수 있도록 함으로써 광효율을 향상시키기 위해 각각의 필터에 대응되는 파장에 대해 우원편광의 광을 반사시키고 좌원편광의 광을 투과시키는 제1경면(37)과, 우원편광의 광을 투과시키고 좌원편광의 광을 반사시키는 제2경면(38)이 적절히 배치되어 구비된다. 여기서, 우원편광의 광에 대해서는 +, 좌원편광에 대해서는 -로 표기하기로 한다. 예를 들어, R+는 우원편광의 R 빔을, R-는 좌원편광의 R빔을 나타낸다.

상기 조명유닛(1)(11)(21)(31) 및 제1 광경로변환기(20)(20')를 경유한 R,G,B 빔이 각각 상기 제1, 제2 및 제3 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터(35a)(35b)(35c)로 향한다, 상기 제1, 제2 및 제3 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터(35a)(35b)(35c)는 광이 입사되는 방향으로부터 제1 경면(37)과 제2 경면(38)이 대각선 방향으로 구비된다. 여기서, R빔의 진행 경로에 대해 살펴본다. 상기 제1 광경로변환기(20)(20')에 의해 반사된 R빔 중 우원편광의 빔(R+)이 처음에 상기 제1경면(37)을 만나면 이 제1경면(37)에 의해 반사된 후 진행 경로상에서 제2경면(38)을 만났을 때 그대로 투과되어 도면상 A' 방향으로 나아간다. 한편, R+ 빔이 처음에 상기 제2경면(38)을 만나면 이 제2경면(38)을 통과해 투과된 후에 상기 제1경면(37)에 의해 반사되어 도면상 A'방향으로 진행한다. 또한, 상기 제1 광경로변환기(20)(20')에 의해 반사된 R빔 중 좌원편광의 빔(R-)이 처음에 상기제1경면(37)을 만나면 이 제1경면(37)을 통해 투과되고, 진행 경로상에서 제2경면(38)을 만났을 때 반사되어 A' 방향으로 진행하는 한편, 처음에 상기 제2경면(38)을 만나면 이 제2경면(38)에 의해 반사되어 A'방향으로 향한다.

상기와 같은 작용은 G 빔의 우원편광(G+) 및 좌원편광(G-), B 빔의 우원편광(B+) 및 좌원편광(B-)에 대해 동일하게 적용되며, 결국 모두 같은 방향(A')으로 진행되도록 된다. 상기 제1, 제2 및 제3 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터(35a)(35b)(35c)는 각각에 대응되는 파장의 빔에 대해서만 선택적으로 투과 또는 반사 작용을 하며 다른 파장의 빔에 대해서는 편광 방향에 관계없이 모두 투과시킨다. 이와 같이 하여 우원편광의 광과 좌원편광의 광 모두를 유효하게 사용할 수 있으므로 광효율면에서 매우 유리하다.

이와 달리 상기 제2광경로 변환기는 도 7에 도시된 바와 같이 X 프리즘(60) 또는 X형 다이크로익 필터 필름으로 구성될 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 및 제3 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)는 상기 X프리즘(60) 또는 X형 다이크로익 필터 필름을 중심으로 소정 각도로 이격되게 배치된다. 상기 X 프리즘(60)은 R,G,B 각각에 대응되는 조명유닛(1)(11)에 대해 대향되게 위치된 제1, 제2 및 제3 입사면(61)(62)(63)과, 하나의 출사면(64)을 가진다. 그리고, X자형으로 교차되어 입사광을 그 파장에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시킴으로써 광경로를 변환시키는 제3 및 제4 경면(60a)(60b)을 포함한다. 예를 들어, 상기 제3경면(60a)은 R빔을 반사시키고 다른 파장의 G,B 빔은 투과시키는 한편, 상기 제4경면(60b)은 B빔을 반사시키고 다른 파장의 R,G 빔은 투과시킨다.

상기 제1 내지 제3 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)로부터 각각 출사되어 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자(15)(18) 또는 (23)(25)(28) 및 제1 광경로변환기(20)(20')를 경유한 R,G,B 삼색빔은 각각 상기 X 프리즘(60)의 대응되는 제1 내지 제3 입사면(61)(62)(63)으로 입사된다. 이와 같이 각각 다른 경로로 입사된 R,G,B 삼색빔은 상기 제3 및 제4 경면(60a)(60b)을 통해 투과 또는 반사되어 상기 출사면(64)을 통해 같은 방향으로 진행된다.

상술한 실시예에 따라 상기 조명유닛(1)(11)(21)(31)을 다양하게 배치할 수 있고, 그 배치에 적합하게 제2광경로 변환기(30)(35)(60)를 선택하여 구성할 수 있다. 또한, 상기 실시예에서 설명된 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자는 동일한 기능을 하는 적어도 하나 이상의 회절광학소자(diffractive optical element)로 대체될 수 있다.

한편, 본 발명은 상기와 같은 조명계를 채용한 프로젝터를 제공한다.

본 발명에 따른 조명계를 채용한 프로젝터는, 도 8에 도시된 바와 같이 광을 조사하는 조명계(65), 이 조명계(65)로부터 출사된 R,G,B 삼색빔을 이용하여 화상을 형성하는 디스플레이 소자(70) 및 상기 디스플레이 소자(70)에 의해 형성된 화상을 스크린(80)으로 향하게 하는 투사렌즈 유닛(75)을 포함하는 프로젝터에 있어서, 상기 조명계는 소정 파장의 광빔을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광소자와 상기 발광소자 로부터 출사된 광빔의 단면적을 압축시키도록 된 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 구비한 조명유닛; 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 통해 입사되는 입사광의 진행경로를 변환시켜주는 제1 광경로변환기;를 포함한다.

상기 조명계는 앞서 설명한 본 발명에 따른 조명계를 나타내는 것으로 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한 조명계로 구성되며, 도 8에서 도면부호 65로 표기된다. 상기 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)는 LED(Light Emitted Diode), LD(Laser Diode), 유기 EL(Electro Luminescent) 또는 FED(Field Emission Display) 등이 사용될 수 있다. 상기 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)는 각각 R,G,B 삼색빔을 출사하는 제1 내지 제3 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)로 구성되며, 충분한 광량을 확보할 수 있도록 동일한 구성을 갖는 조명유닛(1)(11)이 수평 방향 또는 상하 방향으로 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자(15)(18) 또는 (23)(25)(28)는 동일한 기능을 하는 회절광학소자로 대체될 수 있으며, 이에 의해서도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

한편, 상기 제1 내지 제3 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)가 일렬로 배치된 경우 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자(15)(18) 또는 (23)(25)(28) 및 제1 광경로변환기(20)(20')를 경유한 R,G,B 삼색빔은 모두 평행하게 같은 방향으로 출사된다. 이를 입사광의 파장에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시킴으로써 R,G,B 삼색빔의 진행 경로를 변환하기 위해 상기 제2 광경로변환기는 제1 내지 제3 다이크로익 필터(30a)(30b)(30c)로 구성될 수 있다.

상기 제1 내지 제3 다이크로익 필터(30a)(30b)(30c)를 통해 같은 방향으로진행되는 R,G,B 삼색빔을 균일하게 분포되도록 해주는 플라이 아이 렌즈(67)와 상기 디스플레이 소자(70)쪽으로 광을 집속시키는 릴레이 렌즈(68)가 더 구비될 수 있다. 이에, R,G,B 삼색빔을 이용하여 상기 디스플레이 소자(70)에 의해 칼라 화상을 형성한다. 상기 디스플레이 소자(70)는 화상 신호에 따라 마이크로미러의 on-off 스위칭 동작에 의해 칼라 화상을 구현하는 가동 미러 장치이거나 입사광을 편광 변조시킴으로써 칼라 화상을 구현하는 액정 표시 소자일 수 있다.

여기서는, 상기 제2광경로 변환기로서 제1 내지 제3 다이크로익 필터(30a)(30b)(30c)를 사용한 예를 설명하였지만, 이외에 앞서 설명한 바와 같이 입사광의 원편광의 방향에 따라 투과 또는 반사되도록 하는 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터(35)를 사용할 수도 있다.

또한, 광의 파장에 따라 입사광을 반사 또는 투과시킴으로써 서로 다른 방향에서 입사되는 R,G,B 삼색빔이 같은 방향으로 진행하도록 광경로를 변환해주는 X프리즘(60) 또는 X형 다이크로익 필터를 사용할 수 있다. 이때에는 R,G,B 삼색빔을 조사하는 제1 내지 제3 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)가 도 7에 도시된 바와 같이 상기 X 프리즘(60) 또는 X형 다이크로익 필터를 중심으로 소정 각도를 가지고 이격되게 배치된다. 이와 같이 구성된 조명계가 상기 제1 내지 제 3 발광소자 또는 발광소자 어레이(10a)(10b)(10c)와 다이크로익 필터(30a)(30b)(30b)를 포함하는 조명계 대신 대체되어 구성될 수 있다.

상기와 같은 조명계(65)로부터 출사되는 R,G,B 삼색빔은 상기 플라이 아이 렌즈(67)와 릴레이 렌즈(68)를 경유하여 상기 디스플레이 소자(70)에 입사되어 칼라 화상이 형성된다. 그리고, 이 칼라 화상은 상기 투사렌즈 유닛(75)에 의해 확대되어 스크린(80)에 맺힌다.

본 발명에 따른 조명계는 원하는 파장대의 좁은 스팩트럼을 갖는 광을 조사하는 발광소자 또는 발광소자 어레이를 이용하여 색순도가 향상되고, 보다 넓은 분포를 갖는 칼라 게멋을 확보할 수 있을 뿐 아니라, 홀로그램 광소자 또는 회절광학소자에 의해 출사되는 광빔의 단면적을 최소함으로써 조명계를 컴팩트화하고 광손실을 줄일 수 있다. 또한, 종래의 램프 광원에 비해 열의 발생이 적고 수명이 연장되는 이점도 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 조명계를 채용한 프로젝터에서는 발광소자를 가진 조명계에 의한 타임 시퀀셜(time sequential) 구동이 가능하므로 칼라휠이 필요없고 칼라휠의 회전속도보다 빠른 on-off 스위칭 작동이 가능하기 때문에 높은 프레임 레이트(frame rate)를 구현할 수 있으며 전력 소모도 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 조명계를 채용한 프로젝터는 고선명도 및 고화질의 화면을 제공할 수 있다.

Claims

소정 파장의 광빔을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광소자와 상기 발광소자 로부터 출사된 광빔의 단면적을 압축시키도록 된 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 구비한 조명유닛;

상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 통해 입사되는 입사광의 진행경로를 변환시켜주는 제1 광경로변환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 1항에 있어서,

상기 적어도 하나 이상의 발광소자가 어레이 구조로 된 것을 특징으로 하는 조명계.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 발광소자는 LED, 레이저 다이오드, 유기 EL 및 FED 중 어느 하나로 된 것을 특징으로 하는 조명계.
제 3항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자는,

상기 발광소자 또는 발광소자 어레이로부터 조사된 빔의 진행 방향을 변환하는 제1 홀로그램 광소자;

상기 제1 홀로그램 광소자에 의해 진행 방향이 변환되어 입사된 빔의 회절 각도를 줄일 수 있도록 설계된 제2 홀로그램 광소자;를 구비하여 입사광이 상기 제1 광경로변환기에 의해 반사될 때 빔의 단면적을 압축할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 조명계.
제 4항에 있어서, 상기 제1 홀로그램 광소자는,

입사광이 상기 제2 홀로그램 광소자를 향해 소정 각도로 기울어져 평행하게 입사되도록 설계된 것을 특징으로 하는 조명계.
제 4항 또는 제 5항에 있어서,

상기 제1 광경로변환기는 반사미러인 것을 특징으로 하는 조명계.
제 4항 또는 제 5항에 있어서,

상기 제1 광경로변환기를 경유한 빔을 선택적으로 투과 또는 반사시킴으로써 광진행 경로를 변환하는 제2 광경로변환기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 7항에 있어서,

서로 다른 파장의 빔을 조사하는 복수개의 조명유닛이 수평방향으로 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 8항에 있어서, 상기 제2 광경로변환기는,

상기 제1 광경로변환기를 경유한 빔을 파장에 따라 반사 또는 투과시키는 다이크로익 필터인 것을 특징으로 하는 조명계.
제 8항에 있어서, 상기 제2 광경로변환기는,

상기 제1 광경로변환기를 경유한 빔을 편광 방향 및 파장에 따라 반사 또는 투과시키는 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터인 것을 특징으로 하는 조명계.
제 10항에 있어서, 상기 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터는,

소정 파장의 빔에 대해 우원편광의 광을 반사시키고 좌원편광의 광을 투과시키는 제1경면과, 우원편광의 광을 투과시키고 좌원편광의 광을 반사시키는 제2경면을 가지는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 7항에 있어서,

서로 다른 파장의 광빔을 조사하는 복수개의 조명유닛이 소정 각도로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 12항에 있어서, 상기 제2 광경로변환기는,

X프리즘 또는 X형 다이크로익 필터인 것을 특징으로 하는 조명계.
제 1항, 제 2항, 제 8항 또는 제 12항에 있어서,

상기 조명유닛은 복수층 구조로 더 배치되는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 1항, 제 2항, 제 8항 또는 제 12항에 있어서,

상기 발광소자 또는 발광소자 어레이로부터 조사된 광을 평행광으로 만들어주기 위한 평행광 형성수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 15항에 있어서,

상기 평행광 형성수단은 콜리메이팅 렌즈 어레이 또는 프레넬 렌즈 어레이인 것을 특징으로 하는 조명계.
소정 파장의 광빔을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광소자 또는 발광소자 어레이;

상기 발광소자 또는 발광소자 어레이로부터 조사된 빔을 집속시키는 제3 홀로그램 광소자;

상기 제3 홀로그램 광소자를 경유하여 입사된 빔을 그 단면적이 압축된 평행광으로 만들어 주는 제4 홀로그램 광소자;

상기 제4 홀로그램 광소자에 의해 평행하게 입사된 빔의 회절 각도를 줄일 수 있도록 설계된 제5 홀로그램 광소자;

상기 제5 홀로그램 광소자를 통해 입사되는 입사광의 진행경로를 변환시켜주는 제1 광경로변환기;을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 17항에 있어서,

상기 발광소자 또는 발광소자 어레이는 LED, 레이저 다이오드, 유기 EL 및 FED 중 어느 하나로 된 것을 특징으로 하는 조명계.
제 17항 또는 제 18항에 있어서,

상기 제1 광경로변환기는 반사미러인 것을 특징으로 하는 조명계.
제 17항 또는 제 18항에 있어서,

상기 제1 광경로변환기를 경유한 빔을 선택적으로 투과 또는 반사시킴으로써 광진행 경로를 변환하는 제2 광경로변환기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 20항에 있어서,

서로 다른 파장의 빔을 조사하는 복수개의 발광소자 또는 발광소자 어레이가 수평방향으로 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 21항에 있어서, 상기 제2 광경로변환기는,

상기 제1 광경로변환기를 경유한 빔을 파장에 따라 반사 또는 투과시키는 다이크로익 필터인 것을 특징으로 하는 조명계.
제 21항에 있어서, 상기 제2 광경로변환기는,

상기 제1 광경로변환기를 경유한 빔을 편광 방향 및 파장에 따라 반사 또는 투과시키는 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터인 것을 특징으로 하는 조명계.
제 23항에 있어서, 상기 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터는,

소정 파장의 빔에 대해 우원편광의 광을 반사시키고 좌원편광의 광을 투과시키는 제1경면과, 우원편광의 광을 투과시키고 좌원편광의 광을 반사시키는 제2경면을 가지는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 20항에 있어서,

서로 다른 파장의 광빔을 조사하는 복수개의 발광소자 또는 발광소자 어레이가 소정 각도로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 25항에 있어서, 상기 제2 광경로변환기는,

X프리즘 또는 X형 다이크로익 필터인 것을 특징으로 하는 조명계.
제 17항, 제18항, 제 21항 또는 제 25항에 있어서,

상기 발광소자 또는 발광소자 어레이, 제1 내지 제3 홀로그램 광소자 및 제1 광경로변환기가 복수층 구조로 더 배치되어 충분한 광량을 확보할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 조명계.
제 27항에 있어서,

상기 복수층 구조는 대칭적인 구조로 된 것을 특징으로 하는 조명계.
제 17항 또는 제 18항에 있어서,

상기 제5 홀로그램 광소자는 이웃하는 제5 홀로그램 광소자와 다른 평면에 배치되어 상기 이웃하는 제5 홀로그램 광소자로부터의 빔의 진행 경로를 방해하지 않도록 된 것을 특징으로 하는 조명계.
제 17항, 제18항, 제 21항 또는 제 25항에 있어서,

상기 발광소자 또는 발광소자 어레이로부터 조사된 광을 평행광으로 만들어 주기 위한 평행광 형성수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 30항에 있어서,

상기 평행광 형성수단은 콜리메이팅 렌즈 어레이 또는 프레넬 렌즈 어레이인 것을 특징으로 하는 조명계.
소정 파장의 광빔을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광소자와 상기 발광소자 로부터 출사된 광빔의 단면적을 압축시키도록 된 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 구비한 조명유닛;

상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자를 통해 입사되는 입사광의 진행경로를 변환시켜주는 제1 광경로변환기;

상기 제1 광경로변환기를 경유한 빔을 선택적으로 투과 또는 반사시킴으로써 광진행 경로를 변환하는 제2 광경로변환기;

상기 제2 광경로변환기로부터 입사되는 광을 입력된 영상 신호에 따라 처리하여 화상을 형성하는 디스플레이 소자;

상기 디스플레이 소자에 의해 형성된 화상을 스크린쪽으로 확대 투사시키는 투사 렌즈 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 32항에 있어서,

상기 적어도 하나 이상의 발광소자는 어레이 구조로 된 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 32항 또는 제 33항에 있어서,

상기 발광소자는 LED, 레이저 다이오드, 유기 EL 및 FED 중 어느 하나로 된 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 34항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자는,

상기 발광소자 또는 발광소자 어레이로부터 조사된 빔의 진행 방향을 변환하는 제1 홀로그램 광소자;

상기 제1 홀로그램 광소자에 의해 진행 방향이 변환되어 입사된 빔의 회절 각도를 줄일 수 있도록 설계된 제2 홀로그램 광소자;를 구비하여 입사광이 상기 제1 광경로변환기에 의해 반사될 때 빔의 단면적을 압축할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 35항에 있어서, 상기 제1 홀로그램 광소자는,

입사광이 상기 제2 홀로그램 광소자를 향해 소정 각도로 기울어져 평행하게 입사되도록 설계된 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 34항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 홀로그램 광소자는,

상기 발광소자 또는 발광소자 어레이로부터 조사된 빔을 집속시키는 제3 홀로그램 광소자;

상기 제3 홀로그램 광소자를 경유하여 입사된 빔을 그 단면적이 압축된 평행광으로 만들어 주는 제4 홀로그램 광소자;

상기 제4 홀로그램 광소자에 의해 평행하게 입사된 빔의 회절 각도를 줄일 수 있도록 설계된 제5 홀로그램 광소자;를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 37항에 있어서,

상기 제5 홀로그램 광소자는 이웃하는 제3 홀로그램 광소자와 다른 평면에 배치되어 상기 이웃하는 제5 홀로그램 광소자로부터의 빔의 진행 경로를 방해하지 않도록 된 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 35항 또는 제 37항에 있어서,

상기 제1 광경로변환기는 반사미러인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
삭제
제 32항에 있어서,

서로 다른 파장의 빔을 조사하는 복수개의 조명유닛이 수평방향으로 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 32항에 있어서, 상기 제2 광경로변환기는,

상기 제1 광경로변환기를 경유한 빔을 파장에 따라 반사 또는 투과시키는 다이크로익 필터인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 32항에 있어서, 상기 제2 광경로변환기는,

상기 제1 광경로변환기를 경유한 빔을 편광 방향 및 파장에 따라 반사 또는 투과시키는 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 43항에 있어서, 상기 콜레스테릭 밴드 모듈레이션 필터는,

소정 파장의 빔에 대해 우원편광의 광을 반사시키고 좌원편광의 광을 투과시키는 제1경면과, 우원편광의 광을 투과시키고 좌원편광의 광을 반사시키는 제2경면을 가지는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 32항에 있어서,

서로 다른 파장의 광빔을 조사하는 복수개의 조명유닛이 소정 각도로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 45항에 있어서, 상기 제2 광경로변환기는,

X프리즘 또는 X형 다이크로익 필터인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 32항, 제 33항, 제 41항 또는 제 45항에 있어서,

상기 조명유닛은 복수층 구조로 더 배치되는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 32항, 제 33항, 제 41항 또는 제 45항에 있어서,

상기 발광소자 또는 발광소자 어레이로부터 조사된 광을 평행광으로 만들어 주기 위한 평행광 형성수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 48항에 있어서,

상기 평행광 형성수단은 콜리메이팅 렌즈 어레이 또는 프레넬 렌즈 어레이인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
소정 파장의 광빔을 조사하는 적어도 하나 이상의 발광소자와 상기 발광소자 로부터 출사된 광빔의 단면적을 압축시키도록 된 적어도 하나 이상의 회절광학소자를 구비한 조명유닛;

상기 적어도 하나 이상의 회절광학소자를 통해 입사되는 입사광의 진행경로를 변환시켜주는 제1 광경로변환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 50항에 있어서,

상기 적어도 하나 이상의 발광소자가 어레이 구조로 된 것을 특징으로 하는 조명계.
제 50항 또는 제 51항에 있어서,

상기 발광소자는 LED, 레이저 다이오드, 유기 EL 및 FED 중 어느 하나로 된 것을 특징으로 하는 조명계.
제 52항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 회절광학소자는,

상기 발광소자 또는 발광소자 어레이로부터 조사된 빔의 진행 방향을 변환하는 제1 회절광학소자;

상기 제1 회절광학소자에 의해 진행 방향이 변환되어 입사된 빔의 회절 각도를 줄일 수 있도록 설계된 제2 회절광학소자;를 구비하여 입사광이 상기 제1 광경로변환기에 의해 반사될 때 빔의 단면적을 압축할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 조명계.
제 52항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 회절광학소자는,

상기 발광소자 또는 발광소자 어레이로부터 조사된 빔을 집속시키는 제3 회절광학소자;

상기 제3 회절광학소자를 경유하여 입사된 빔을 그 단면적이 압축된 평행광으로 만들어 주는 제4 회절광학소자;

상기 제4 회절광학소자에 의해 평행하게 입사된 빔의 회절 각도를 줄일 수 있도록 설계된 제5 회절광학소자;를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 조명계.