KR100826189B1

KR100826189B1 - 광학엔진용 렌즈 어셈블리

Info

Publication number: KR100826189B1
Application number: KR1020060052036A
Authority: KR
Inventors: 조규옥
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2008-04-30
Also published as: KR20070117864A

Abstract

본 발명은 광학엔진용 렌즈 설치구조를 개선하여 설계된 위치에 렌즈가 견고하게 고정되어 의도된 광학 성능을 발휘할 수 있는 광학엔진용 렌즈 어셈블리를 제공한다. 이를 위하여, 각종 부품이 설치되는 광학엔진 케이스, 빛을 굴절시키는 렌즈, 상기 광학엔진 케이스에 구비되어 상기 렌즈가 삽입되는 렌즈 삽입부, 그리고 상기 렌즈를 상기 렌즈 삽입부에 고정시키는 고정부재를 포함하여 구성되는 광학엔진용 렌즈 어셈블리를 제공한다.

따라서, 본 발명에 의하며, 렌즈를 더욱 견고하게 고정시킬 수 있으므로 광학엔진의 광학 성능을 향상시킬 수 있다.

광학엔진, 렌즈, 고정부재

Description

광학엔진용 렌즈 어셈블리{lenz assembly for optical engine}

도 1은 종래 기술에 따른 투사형 영상표시기기의 구성도;

도 2는 도 1에서 광학엔진용 렌즈 어셈블리를 나타내는 분리사시도;

도 3은 본 발명에 따른 광학엔진용 렌즈 어셈블리를 나타내는 사시도;

도 4는 본 발명에 따라 광학엔진용 렌즈가 삽입된 상태를 나타내는 사시도;

도 5a는 도 3의 고정부재를 나타내는 사시도;

도 5b는 도 3의 고정부재를 나타내는 측면도;

도 5c는 도 3의 고정부재를 나타내는 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

110 : 광학엔진 케이스 120 : 렌즈 삽입부

130 : 렌 즈 140 : 고정부재

142 : 상 부 144 : 측면부

146 : 하 부 148 : 전후고정부

150 : 손잡이부

본 발명은 영상표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구조를 개선하여 광학엔진용 렌즈를 더욱 안정적으로 고정시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 영상표시장치중 투사형 영상표시기기는 투사광학계를 이용하여 화상을 확대 투사하는 기기로서, LCD프로젝터, CRT프로젝터, DLP프로젝터 등이 있다.

특히, LCD프로젝터는 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터는 장착한 LCD 1장으로 이루어진 단판식과, 광원인 램프에서 발광된 백색광을 다이크로익 미러를 통해 적색, 녹색, 청색으로 분리한 다음 각 광로에 배치된 모노 LCD를 거쳐 다이크로익 프리즘에 의해 재합성되어 투사렌즈를 통해 스크린에 투사하는 방식인 3판식으로 나뉜다.

도 1을 참조하여, 3판식 LCD 프로젝터의 전체적인 구성을 설명한다.

광원(1)에서 방사된 빔은 포물면경(2)에 의행 반사되어 평행광이 되어 자외선, 적외선 차단 필터(3)로 향하게 된다. 이때, 상기 자외선, 적외선 차단 필터(3)가시광선만 투과시키는 역할을 한다.

한편, 상기 자외선, 적외선 필터(3)를 통과한 가시광은 제1플라이 아이 렌즈(4) 및 제2플라이 아이 렌즈(5)를 지나게 되며, 상기 플라이 아이 렌즈(4,5)에 의해 입사되는 빔이 분포가 고르게 된다.

그리고, 상기 플라이 아이 렌즈(4,5)를 지나면서 고르게 분포된 빔은 평판형 편광분리기(6)를 통과하면서 편광된다.

또한, 평판형 편광분리기(6)를 통과하면서 편광된 빔은 제1집광렌즈(7)를 지 나면서 집광되어 제1반사경(8)으로 진행하게 되며 제1반사경(8)에 의해 광로를 바꾸어 제2집광렌즈(9)로 향하게 되며, 제2집광렌즈(9)를 지나면서 다시 한번 집광된다. 이때, 상기 제1 및 제2집광렌즈(7,9)는 광학계 전체의 빔 이용 효율을 높이는 역할을 하게 된다.

한편, 상기 제 2집광렌즈(8)를 통과한 빔은 제1 다이크로익 미러(10)를 통과하게 되는데, 상기 제1 다이크로익 미러(10)는 청색 영역의 빔만 투과시키게 된다. 계속해서, 제1 다이크로익 미러(10)를 투과한 청색 영역의 빔은 제2반사경(12)에 의해 광로를 바꾸어 편광자(14)를 거쳐 청색용 편광분리기(17)로 입사된다. 이때, 상기 편광자(14)는 평판형 편광분리기(6)를 거쳐 나오면서도 편광이 이루어지지 않은 빔 성분을 걸러내는 역할을 하게 되며, 상기 청색용 편광분리기(17)는 입사된 빔의 편광 상태에 따라 빔을 반사 또는 투과시키는 수단으로서, 입사된 빔의 편광상태가 P파인 경우에는 투과시키고 S파인 경우에는 반사시키는 기능을 하게 된다.

따라서, 청색용 편광분리기(17)로 입사된 빔 중에서 편광상태가 S파인 빔은 청색용 편광분리기(17)의 빗면에서 반사되어 청색반사형 LCD(20)로 입사되며, 입사된 빔은 상기 청색반사형 LCD(20)에 인가되는 화상전기신호에 따라 편광상태가 제어된다.

즉, 상기 청색반사형 LCD(20)에 전압이 인가되면 편광상태가 S파인 빔은 편광상태가 P파로 변환되며, P파로 변환된 빔은 청색용 편광분리기(17)로 다시 입사된다. 이때, 상기 청색용 편광분리기(17)는 특성상 P파의 빔은 투과시키게 되며, 이에 따라 청색용 편광분리기(17)를 투과한 빔은 다이크로익 프리즘(22)으로 입사 된다.

한편, 광원으로부터 조사되어 기존 광학계에 의해 구성된 광경로를 따르는 빔중, 상기 제1 다이크로익 미러(10)에 의해 반사된 녹색 영역과 적색 영역의 빔은 제2 다이크로익 미러(11)로 입사되는데, 상기 제2 다이크로익 미러(11)는 녹색영역의 빔은 반사하고, 적색영역의 빔은 투과시키게 된다.

그 후, 상기 제2 다이크로익 미러(11)에 의해 분리된 녹색 영역의 빔과 적색영역의 빔은 청색영역의 빔을 제어하는 과정과 마찬가지 과정을 따라 제어되는 다이크로익 프리즘으로 입사된다. 즉, 상기 제2 다이크로익 미러(11)에 의하여 반사된 녹색 영역의 빔은 편광자(13)와 녹색용 편광분리기(16) 및 녹색반사형 LCD(19)를 거쳐 다이크로익 프리즘(22)으로 입사되고, 상기 제2 다이크로익 미러(11)를 투과한 적색 영역의 빔은 편광자(15)와 적색용 편광분리기(18) 및 적색반사형 LCD(21)를 거쳐 다이크로익 프리즘(22)으로 입사된다.

한편, 상기 다이크로익 프리즘(22)으로 입사되는 녹색 영역의 빔은 상기 다이크로익 프리즘을 그대로 투과하여 투사렌즈(23)로 입사되고, 청색 영역 및 적색 영역의 빔은 반사되어 투사렌즈(23)로 입사된다.

한쳔, 전술한 과정을 따라 투사렌즈(23)를 거쳐 나온 청색, 녹색, 적색의 빔은 스크린(미도시)에 투사된다.

상기 LCD(19,20,21)은 각각 하판의 유리를 실리콘 웨이퍼로 대치하고 그 위에 회로를 형성한 LCoS로 이루어질 수도 있다.

다음으로, 상기 광학엔진에 사용되는 렌즈의 설치구조를 도 2를 참조하여 설 명하면 다음과 같다.

종래의 광학엔진에 사용되는 렌즈는 광학엔진 케이스(110), 렌즈 삽입부(120), 렌즈(130)로 구성된다.

상기 렌즈 삽입부(120) 상기 광학엔진 케이스(110)로부터 돌출되어 구성되며, 중간부분은 상기 렌즈(130)의 외주면에 대응하는 형상을 하고 있으며, 상기 렌즈(130)가 삽입되는 홈이 구비된다.

그러나, 종래의 광학엔진은 상기 렌즈(130) 삽입시 광학엔진 케이스(110)의 렌즈 삽입부(120)에 단순히 끼워 넣는 구조로 되어 있어 상기 렌즈(130)의 안정적인 고정을 담보할 수 없다.

즉, 상기 광학엔진 케이스(110)의 사출 상태에 따라서 상기 렌즈(130)의 위치가 틀어져 삽입되는 경우가 있고, 또한 상기 렌즈(130)와 상기 렌즈 삽입부(120)의 간격에 의해 상기 렌즈(130)가 흔들리는 것을 방지 할 수 없다. 이러한 상태로 상기 렌즈(130)가 삽입이 되면, 작은 충격에도 광학 성능이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 광학엔진용 렌즈 어셈블리의 구조를 개선하여, 렌즈를 렌즈 삽입부에 안정적으로 고정시킴으로써 광학 성능을 향상시키는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 각종 부품이 설치되는 광학 엔진 케이스, 빛을 굴절시키는 렌즈, 상기 광학엔진 케이스에 구비되어 상기 렌즈가 삽입되는 렌즈 삽입구, 그리고 상기 렌즈를 상기 렌즈 삽입부에 고정시키는 고정부재를 포함하여 구성되는 광학엔진용 렌즈 어셈블리를 제공한다.

상기 고정부재는 탄성을 가지는 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 고정부재는 상기 렌즈와 상기 렌즈 삽입부 사이에 구비되는 것이 바람직하다.

나아가 상기 고정부재는 상기 렌즈를 위에서 아래로 고정시키는 상부, 상기 렌즈를 옆에서 고정시키는 측면부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정부재는 상기 렌즈의 앞면 또는 뒷면 중 적어도 하나를 기준면으로 고정시키는 손잡이부를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

참고로 본 발명의 실시예의 구성을 설명하기에 앞서, 설명의 중복을 피하기 위하여 종래 기술과 일치하는 부분에 대해서는 종래 도면부호를 그대로 인용하기로 한다.

도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 광학엔진용 렌즈 어셈블리의 기본적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에 따른 광학엔진용 렌즈 어셈블리는 광학엔진 케이스(110), 렌즈(130), 렌즈 삽입부(120), 고정부재(140)를 포함하여 구성된다.

상기 광학엔진 케이스(110)는 광학엔진을 구성하는 각종 부품이 설치되는 역할을 수행한다.

상기 광학엔진 케이스(110)는 보통 상기 렌즈 삽입부(120)와 일체형으로 사출 성형을 통하여 제작된다.

상기 렌즈 삽입부(120)는 상기 광학엔진 케이스(110) 내부에 구비되며, 돌출부(124)와 삽입홈(122)으로 구성된다.

상기 삽입홈(122)은 상기 렌즈(130)가 삽입되는 부분이므로 상기 렌즈(130)의 외면과 대응하는 형상으로 구비되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 상기 렌즈(130)는 원형이므로 상기 삽입홈(122)은 원형으로 구비된다.

상기 렌즈(130)는 상기 삽입홈(122)에 용이하게 삽입이 되는 동시에, 상기 삽입홈(122)에 삽입되어 고정이 되야 하기 때문에, 상기 삽입홈(122)의 두께는 상기 렌즈(130)의 두께보다 약간 크게 제작되는 것이 바람직하다.

상기 돌출부(124)는 빛이 상기 렌즈(130)를 통과하는 부분을 가리지 않도록 상기 삽입홈(122)과 동일한 형상으로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 렌즈(130)는 빛을 굴절시키는 역할을 수행한다. 구체적으로, 광학엔진에 있어서 상기 렌즈(130)는 입사되는 빛의 분포를 고르게 하거나, 빛을 집광시켜 광학계 전체의 빛 이용 효율을 높이는 역할을 수행한다.

상기 고정부재(140)는 불완전한 상기 렌즈(130)의 고정상태를 보완해 주는 역할을 수행한다.

도 5a,5b,5c를 참조하여 상기 고정부재(140)의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에서 상기 고정부재(140)는 상기 렌즈(130)와 상기 렌즈 삽입부(120) 사이에 구비된다.

상기 고정부재(140)는 상기 렌즈(130)의 한쪽에 구비될 수도 있고, 양쪽에 구비될 수도 있다.

상기 렌즈(130)와 상기 렌즈 삽입부(120)는 약간의 간격이 있으므로 광학엔진 구동시 상기 렌즈(130)가 흔들릴 수 있다. 이때, 상기 고정부재(140)가 상기 렌즈(130)와 상기 렌즈 삽입부(120) 사이의 간격에 삽입되어 상기 렌즈(130)의 흔들림을 방지해 준다.

또한, 상기 고정부재(140)는 탄성을 가지는 재질인 것이 바람직하다.

상기 고정부재(140)는 상기 렌즈(130)와 상기 렌즈 삽입부(120) 사이의 간격을 메꾸어 주는 역할을 할 뿐만 아니라, 탄성적으로 변형되어 상기 렌즈(130)의 삽입을 용이하게 하고 상기 렌즈(130)를 더욱 강하게 고정시킬 수 있다.

본 실시예에서 상기 고정부재(140)는 판스프링으로 구비된다.

또한, 본 실시예에서 상기 고정부재(140)는 상부(142), 측면부(144), 하부(146), 전후고정부(148), 손잡이부(150)를 포함한다.

상기 상부(142)는 상기 렌즈(130)를 위에서 아래로 눌러줌으로써 상기 렌즈(130)를 바닥 기준면으로 밀착시키는 역할을 수행한다.

상기 측면부(144)는 상기 렌즈(130)를 옆쪽에서 밀착시켜주는 역할을 수행한다.

또한, 상기 전후고정부(148)는 상기 측면부(144)에서 연장되어 상기 렌 즈(130)를 앞쪽 또는 뒤쪽 기준면으로 밀착시켜주는 역할을 수행한다.

상기 손잡이부(150)는 상기 전후고정부(148)에서 절곡된 형태로 구비되어 상기 고정부재(140) 삽입시 손으로 누를 수 있게 하는 역할을 수행한다.

상기 하부(146)는 상기 고정부재를 상기 렌즈 삽입부(120)에 고정시키는 역할을 수행한다.

본 실시예에서 상기 렌즈(130)는 상기 고정부재(140)의 상부(142), 측면부(144), 하부(146)에 모두 접한다.

따라서, 상기 렌즈(130)는 상기 고정부재(140)에 의하여 설계된 위치에 견고하게 고정된다.

다음으로, 본 실시예에 의한 광학엔진용 렌즈 어셈블리의 설치과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 렌즈 삽입부(120)에 상기 렌즈(130)가 삽입되고, 상기 렌즈 삽입부(120)와 상기 렌즈(130)의 사이에 상기 고정부재(140)를 위로부터 아래로 눌러 상기 고정부재를 삽입한다.

상기 고정부재(140)에는 손잡이부(150)가 구비되어 상기 고정부재(140)를 용이하게 아래로 삽입할 수 있게 한다.

상기 고정부재(140)는 삽입될 때 탄성변형되어 삽입이 되므로, 삽입이 완료된 후에는 탄성력에 의하여 상기 렌즈(130)를 견고하게 고정하게 된다.

상기한 구성을 가지는 본 발명에 따른 광학엔진용 렌즈 어셈블리는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 고정부재를 삽입하여 간단한 방법으로 렌즈를 기준면에 고정시켜 광학성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

둘째, 렌즈가 견고하게 고정됨으로써 광학엔진의 내구성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

각종 부품이 설치되는 광학엔진 케이스;

빛을 굴절시키는 렌즈;

상기 광학엔진 케이스에 구비되어 상기 렌즈의 테두리 부분 일측이 삽입되는 렌즈 삽입부; 그리고

상기 렌즈를 위에서 아래로 고정시키는 상부; 상기 상부로부터 연장되어 형성되며, 상기 렌즈를 옆에서 고정시키는 측면부; 및 상기 측면부로부터 연장되어 형성되며, 상기 렌즈의 테두리 부분 일측과 상기 렌즈 삽입부 사이에 개재되어 상기 렌즈의 상기 렌즈 삽입부에 대한 고정력을 제공하는 하부를 포함하는 고정부재를 포함하여 구성되어, 상기 렌즈를 상기 렌즈 삽입부에 고정시키는 고정부재를 포함하는 광학엔진용 렌즈 어셈블리.
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