KR101330906B1 - Projection Optical System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프로젝션 광학 시스템에 관한 것으로 보다 자세하게는 LED 광원을 이용한 프로젝션 광학 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a projection optical system, and more particularly, to a projection optical system using an LED light source.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 광학 시스템은 복수의 색에 대응하는 복수의 LED 광원을 포함하는 광원부; 상기 광원부로부터 출사된 광을 균일하게 하고 편광성을 갖도록 하는 인터그레이터; 상기 인터그레이터로부터 출사된 광의 편광 상태에 따라 투과 또는 반사시키는 편광 분리부; 상기 편광 분리부에서 투과된 광을 이용하여 영상을 표시하기 위한 표시 패널; 및 상기 표시 패널에 표시된 영상을 스크린에 확대 투사하기 위한 투사렌즈를 포함한다.A projection optical system according to an embodiment of the present invention includes a light source unit including a plurality of LED light sources corresponding to a plurality of colors; An integrator which makes the light emitted from the light source unit uniform and polarization; A polarization splitter configured to transmit or reflect light according to the polarization state of the light emitted from the integrator; A display panel for displaying an image using light transmitted from the polarization splitter; And a projection lens for magnifying and projecting an image displayed on the display panel on a screen.

Description

프로젝션 광학 시스템{Projection Optical System}Projection Optical System

도 1은 종래의 프로젝션 광학 시스템을 나타낸 도이다.1 is a diagram illustrating a conventional projection optical system.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 광학 시스템을 설명하기 위한 도이다.2 is a view for explaining a projection optical system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝션 광학 시스템을 설명하기 위한 도이다.3 is a view for explaining a projection optical system according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

200 : 광원부 210 : 인터그레이터200: light source unit 210: integrator

220 : 조명렌즈부 230 : 편광 분리부220: illumination lens unit 230: polarization separation unit

240 : 표시 패널 250 : 투사렌즈240: display panel 250: projection lens

본 발명은 프로젝션 광학 시스템에 관한 것으로 보다 자세하게는 LED 광원을 이용한 프로젝션 광학 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a projection optical system, and more particularly, to a projection optical system using an LED light source.

최근, 디스플레이(display) 장치는 경량화, 경박화뿐만 아니라 대화면으로 되어 가는 추세에 놓여져 있으며 이러한 디스플레이 중 프로젝터(projector) 또는 프로젝션(projection) TV가 대화면을 이룰 수 있는 디스플레이 중 하나의 해결책이 될 수 있다.In recent years, display devices have been in a trend toward becoming lighter and thinner, as well as large screens, and among these displays, a projector or a projection TV may be one of the displays that can achieve a large screen. .

이러한 프로젝터 및 프로젝션 TV 와 같이 프로젝션 광학 시스템에 이용되는 광원은 대표적으로 램프가 사용되고 있으며, 패널의 종류에 따라 반사형과 투과형으로 구분할 수 있다. 이때, 램프는 화이트 광원이기 때문에 색을 분리 또는 합성하기 위한 장치를 필요로 한다. As a light source used in a projection optical system such as a projector and a projection TV, a lamp is typically used, and may be classified into a reflection type and a transmission type according to the type of panel. In this case, since the lamp is a white light source, an apparatus for separating or synthesizing colors is required.

또한, LCD 프로젝션 광학 시스템의 경우 복수의 색 예컨대, R(적색), G(녹색) 및 B(청색) 3색의 컬러 필터를 장착한 LCD 1장으로 이루어진 단판식과, 광원인 램프에서 발광된 백상광을 다이크로익 미러(Dichroic Mirror)를 통해 R(적색), G(녹색) 및 B(청색)으로 분리한 다음 각 광로에 배치된 모노 LCD를 거쳐 색선별 프리즘에 의해 재합성되어 투사렌즈를 통해 스크린에 투사하는 방식인 3판식으로 나뉜다.In addition, in the LCD projection optical system, a single plate type LCD comprising a color filter of three colors, for example, R (red), G (green), and B (blue), and a white image emitted from a lamp as a light source The light is separated into R (red), G (green), and B (blue) through a dichroic mirror, and then re-synthesized by a chromatic prism through a mono LCD placed in each optical path to It is divided into three plates, which are projected on the screen.

투과형 LCD(HTPS)의 경우 3판식이 일반적인데, 종래의 프로젝션 광학 시스템을 살펴보면 다음 도 1과 같다.In the case of a transmissive LCD (HTPS), a three-plate type is common, and a conventional projection optical system will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 종래의 프로젝션 광학 시스템을 나타낸 도이다.1 is a diagram illustrating a conventional projection optical system.

도 1에 도시한 바와 같이, 프로젝션 광학 시스템은 램프(lamp, 110), 플라이아이 렌즈(Fly Eye Lens, 120, 121), 편광분리 어레이(PBS: Polarizing Beam Array, 130) 집광 렌즈(140, 141, 142), 다이크로익(Dichroic) 렌즈(151, 152), LCD(161, 162, 163), 미러(171, 172, 173), 릴레이 렌즈(181, 182) 및 X-프리즘(190)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the projection optical system includes a lamp 110, a fly eye lens 120 and 121, and a polarizing beam array 130 (PBS) condenser lens 140 or 141. 142, dichroic lenses 151 and 152, LCDs 161, 162 and 163, mirrors 171, 172 and 173, relay lenses 181 and 182 and X-prism 190 Include.

플라이아이렌즈(120, 121)는 램프(110)에서 발산된 빛을 마이크로 렌즈셀 단 위로 분할한다. 편광분리 어레이(130)는 입사광을 하나의 광축을 가지는 선편광으로 만들고, 집광 렌즈(140, 141, 142)는 광을 집속시킨다.The fly's eye lenses 120 and 121 divide light emitted from the lamp 110 into micro lens cells. The polarization separation array 130 makes incident light into linearly polarized light having one optical axis, and the focusing lenses 140, 141, and 142 focus light.

다이크로익(dichroic) 렌즈(151, 152)는 빛을 R(적색), G(녹색), B(청색)으로 분리한다. LCD(161, 162, 163)는 R(적색), G(녹색), B(청색)의 이미지를 제공한다. 미러(171, 172, 173)는 다이크로익 렌즈(151, 152)에서 분리된 빛을 각각의 LCD(161, 162, 163)로 진행하도록 빛의 경로를 변경한다.Dichroic lenses 151 and 152 separate light into R (red), G (green), and B (blue). The LCDs 161, 162, 163 provide images of R (red), G (green), and B (blue). The mirrors 171, 172, and 173 change the path of the light to propagate the light separated from the dichroic lenses 151 and 152 to the respective LCDs 161, 162, and 163.

릴레이 렌즈(relay lens, 181, 182)는 빛의 진행경로 상에 배치되어 빛을 원하는 위치에 접속시킨다. X-프리즘(190)은 각각의 LCD(161, 162, 163)로부터 나온 이미지를 합성한다.Relay lenses 181 and 182 are disposed on the path of light to connect the light to a desired location. X-prism 190 synthesizes images from each LCD 161, 162, 163.

상기와 같은 구성을 갖는 종래 기술의 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다.Briefly describing the operation of the prior art having the configuration as described above is as follows.

램프(110)로부터 나온 빛은 다이크로익 렌즈(151)로 입사되고, 다이크로익 렌즈(151)는 적색(Red) 빛은 반사하며, 시안(Cyan) 빛은 투과시킨다. 다이크로익 렌즈(151)에서 반사된 적색 빛은 다시 미러(171)에 의해 반사되어 LCD(161)에 입사하게 된다.Light emitted from the lamp 110 is incident on the dichroic lens 151, the dichroic lens 151 reflects red light, and transmits cyan light. The red light reflected by the dichroic lens 151 is reflected by the mirror 171 to be incident on the LCD 161.

한편, 다이크로익 렌즈(151)를 투과한 시안 빛은 다이크로익 렌즈(152)로 입사되고, 다이크로익 렌즈(152)는 녹색(Green) 빛은 반사하며, 블루(Blue) 빛은 투과시킨다. 다이크로익 렌즈(152)에서 반사된 녹색(Green) 빛은 LCD(162)로 입사되고, 다이크로익 렌즈(152)를 투과한 청색(Blue) 빛은 릴레이 렌즈(181, 182) 및 미러(172, 173)로 구성되는 릴레이 시스템(Relay System, 180)을 통해 적색 빛과 녹색 빛과의 광 경로 차이가 보상된 후에 LCD(163)로 입사되게 된다.Meanwhile, cyan light passing through the dichroic lens 151 is incident to the dichroic lens 152, the dichroic lens 152 reflects green light, and blue light is transmitted. Let's do it. Green light reflected from the dichroic lens 152 is incident on the LCD 162, and blue light transmitted through the dichroic lens 152 is applied to the relay lenses 181 and 182 and the mirror ( Through the relay system 180 constituted by the 172 and 173, the light path difference between the red light and the green light is compensated and then incident on the LCD 163.

LCD(161, 162, 163)에 입사된 빛들은 LCD(161, 162, 163)에 입력되는 신호에 따라서 광의 위상이 변조되어 영상정보가 담겨지게 되고, 이렇게 영상정보가 입력된 각 빛은 X-프리즘(190)을 통해서 합성되어 투사렌즈(미도시)에 의해서 스크린(미도시)까지 도달되게 된다.Light incident on the LCD 161, 162, 163 is modulated according to a signal input to the LCD 161, 162, 163 to contain image information. It is synthesized through the prism 190 to reach the screen (not shown) by the projection lens (not shown).

이와 같은 프로젝션 광학 시스템은 색을 분리 합성하기 위하여 많은 수의 광학 부품이 필요하다. 또한, 광학 시스템의 크기가 증가하여 소형화에는 적합하지 않으며 가격적인 면에서 불리한 문제점이 있다.Such projection optical systems require a large number of optical components to separate and synthesize colors. In addition, an increase in the size of the optical system is not suitable for miniaturization and has a disadvantage in terms of price.

본 발명은 광학 부품 수를 줄이는 프로젝션 광학 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a projection optical system which reduces the number of optical components.

본 발명은 용이하게 소형화할 수 있는 프로젝션 광학 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a projection optical system that can be easily miniaturized.

본 발명은 제조 단가를 절감하는 프로젝션 광학 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a projection optical system that reduces the manufacturing cost.

본 발명은 색 재현 능력을 향상시키는 프로젝션 광학 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a projection optical system that improves the color reproduction ability.

본 발명은 수명이 향상된 프로젝션 광학 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a projection optical system with improved lifetime.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것에 제한되지 않으며, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제들은 이하 발명의 구성에서 나타나는 효과에 의해 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the above-mentioned thing, and another technical problem to be achieved by the present invention will be clearly understood by those skilled in the art by the effect of the configuration of the present invention.

상술한 목적을 이루기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 프로젝션 광학 시스템은 복수의 색에 대응하는 복수의 LED 광원을 포함하는 광원부; 상기 광원부로부터 출사된 광을 균일하게 하고 편광성을 갖도록 하는 인터그레이터; 상기 인터그레이터로부터 출사된 광의 편광 상태에 따라 투과 또는 반사시키는 편광 분리부; 상기 편광 분리부에서 투과된 광을 이용하여 영상을 표시하기 위한 표시 패널; 및 상기 표시 패널에 표시된 영상을 스크린에 확대 투사하기 위한 투사렌즈를 포함한다.Projection optical system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a light source including a plurality of LED light source corresponding to a plurality of colors; An integrator which makes the light emitted from the light source unit uniform and polarization; A polarization splitter configured to transmit or reflect light according to the polarization state of the light emitted from the integrator; A display panel for displaying an image using light transmitted from the polarization splitter; And a projection lens for magnifying and projecting an image displayed on the display panel on a screen.

상기 인터그레이터와 상기 편광 분리부 사이에 위치하여 상기 인터그레이터로부터 출사된 광을 집속시키는 조명렌즈부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And an illumination lens unit positioned between the integrator and the polarization separator to focus light emitted from the integrator.

상기 광원부는 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED; 상기 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED에서 출사되는 광의 파장에 따라 반사 또는 투과시키는 다이크로익 미러; 및 상기 다이크로익 미러를 통해 반사 또는 투과된 광을 모으는 집광렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The light source unit includes a blue LED, a green LED, and a red LED; A dichroic mirror which reflects or transmits according to wavelengths of light emitted from the blue LED, the green LED, and the red LED; And a condenser lens collecting light reflected or transmitted through the dichroic mirror.

상기 다이크로익 미러는 상기 청색 LED 및 상기 집광렌즈 사이에 위치하여 상기 청색 LED에서 출사되는 광을 투과시키고, 상기 녹색 LED 및 적색 LED에서 출사되는 광을 반사시키는 제 1 다이크로익 미러, 및 상기 녹색 LED 및 적색 LED 사이에 상기 제 1 다이크로익 미러와 평행하도록 위치하여 상기 적색 LED에서 출사되는 광을 투과시키고, 상기 녹색 LED에서 출사되는 광을 반사시키는 제 2 다이크로익 미러를 포함하는 것을 특징으로 한다.The dichroic mirror is positioned between the blue LED and the condenser lens to transmit the light emitted from the blue LED, and to reflect the light emitted from the green LED and the red LED, and the first dichroic mirror; A second dichroic mirror positioned between the green LED and the red LED in parallel with the first dichroic mirror to transmit light emitted from the red LED and reflect light emitted from the green LED. It features.

상기 제 2 다이크로익 미러는 상기 적색 LED의 광원을 제 1 방향으로 투과시 키고 상기 녹색 LED의 광원을 상기 제 1 방향으로 반사시키고, 상기 제 1 다이크로익 미러는 제 1 방향으로 입사되는 상기 적색 LED 및 상기 녹색 LED의 광원을 제 2 방향으로 반사시키고 상기 청색 LED의 광원을 상기 제 2 방향으로 투과시켜 상기 집광렌즈로 광이 모이도록 하는 것을 특징으로 한다.The second dichroic mirror transmits the light source of the red LED in a first direction, reflects the light source of the green LED in the first direction, and the first dichroic mirror is incident in the first direction. The light source of the red LED and the green LED is reflected in the second direction, and the light source of the blue LED is transmitted in the second direction so that the light is collected by the condensing lens.

상기 광원부는 상기 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED 중 하나 이상의 LED 전면에 위치하여 상기 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED에서 출사되는 광을 평행광선으로 형성하는 시준기(collimator)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The light source unit may include a collimator positioned in front of at least one of the blue LED, the green LED, and the red LED to form light emitted from the blue LED, the green LED, and the red LED as parallel rays. .

상기 인터그레이터는 상기 광원부로부터 출사된 광을 편광성을 갖도록 하는 편광 변환 시스템(PCS, Polarization Converting System) 및 광 분포를 균일하게 하는 라이트 파이프(Light Pipe)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The integrator may include a polarization converting system (PCS) to make the light emitted from the light source part polarized, and a light pipe to uniform the light distribution.

상기 표시 패널은 액정 디스플레이(LCD) 패널인 것을 특징으로 한다.The display panel is a liquid crystal display (LCD) panel.

상기 편광 분리부는 편광 필터인 것을 특징으로 한다.The polarization splitter is characterized in that the polarization filter.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 필터 및 그의 제조방법과 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a display filter, a manufacturing method thereof, and a plasma display apparatus using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 광학 시스템을 설명하기 위한 도이다.2 is a view for explaining a projection optical system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 광학 시스템은 광원부(200), 인터그레이터(210), 편광 분리부(230), 표시 패널(240) 및 투사렌즈(250)를 포함하고, 조명렌즈부(220)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, a projection optical system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a light source unit 200, an integrator 210, a polarization separator 230, a display panel 240, and a projection lens 250. It may further include an illumination lens unit 220.

광원부(200)는 복수의 색 즉, 한 화소를 이루는 복수의 색에 대응하는 LED광원을 포함한다. 예컨대, 광원부는 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 LED광원을 포함할 수 있다.The light source unit 200 includes a LED light source corresponding to a plurality of colors, that is, a plurality of colors constituting one pixel. For example, the light source unit may include an LED light source of red, green, and blue.

인터그레이터(210)는 광원부(200)로부터 출사된 광을 내부에서 여러번 전반사 시킴으로써 균일(Uniformity)하게 하고 편광성을 갖도록 성형(Shaping)을 한다. The integrator 210 performs uniformity by shaping the light emitted from the light source unit 200 several times in the interior to form uniformity and polarization.

조명렌즈부(220)는 인터그레이터(210)와 편광 분리부(230) 사이에 위치하여 인터그레이터(210)에서 출사된 광을 집속시킨다.The illumination lens unit 220 is positioned between the integrator 210 and the polarization splitter 230 to focus the light emitted from the integrator 210.

편광 분리부(230)는 인터그레이터(210)를 거쳐 조명렌즈부(220)에서 집속된 광의 편광 상태에 따라 투과 또는 반사시킨다. 예컨대, P 편광상태의 빛은 편광 분리부(230)에서 표시 패널(240)로 향하게 되지만, S 편광상태의 빛은 편광 분리부(230)에서 반사할 수 있다. 이러한 편광 분리부(230)는 일례로 편광 필터로 사용하여 제조 단가를 크게 절감시킬 수 있다.The polarization splitter 230 transmits or reflects the light through the integrator 210 according to the polarization state of the light focused by the illumination lens unit 220. For example, the light of the P polarization state is directed from the polarization separator 230 to the display panel 240, but the light of the S polarization state may be reflected from the polarization separator 230. For example, the polarization separator 230 may be used as a polarization filter to greatly reduce manufacturing costs.

표시 패널(240)은 편광 분리부(230)에서 투과된 광을 표시 패널(240)의 인가전압에 따라 변조시킨 후 투사렌즈(250)로 출사한다. 표시 패널(240)에서 변조된 광은 예컨대, S 편광상태의 빛으로 전환되어 편광 분리부(230)에서 반사되어 투사렌즈(250)로 진행한다. 표시 패널(240)은 일례로 액정 디스플레이(LCD) 패널일 수 있다.The display panel 240 modulates the light transmitted from the polarization splitter 230 according to the applied voltage of the display panel 240 and then emits the light to the projection lens 250. The light modulated by the display panel 240 may be converted to, for example, light of an S polarization state, reflected by the polarization splitter 230, and proceeded to the projection lens 250. The display panel 240 may be, for example, a liquid crystal display (LCD) panel.

투사렌즈(250)는 표시 패널(240)에 표시된 영상을 스크린(미도시)에 확대 투사한다. The projection lens 250 enlarges and projects an image displayed on the display panel 240 on a screen (not shown).

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 광학 시스템은 종래의 프로젝션 광학 시스템에 비해 광부품수가 현저히 줄어 소형화 및 가격 절감에 유리하다. 또한, LED광원을 사용하여 탁월한 색 재현 능력을 가질 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라 광학 시스템의 수명 또한 향상시킬 수 있다. As such, the projection optical system according to the embodiment of the present invention is advantageous in miniaturization and cost reduction as the number of optical components is significantly reduced compared to the conventional projection optical system. In addition, the use of LED light source not only has the advantage of excellent color reproduction ability, but also can improve the life of the optical system.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝션 광학 시스템을 설명하기 위한 도이다.3 is a view for explaining a projection optical system according to another embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝션 광학 시스템은 광원부(200), 인터그레이터(210), 편광 분리부(230), 표시 패널(240) 및 투사렌즈(250)를 포함하고, 조명렌즈부(220)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the projection optical system according to another embodiment of the present invention uses the light source unit 200, the integrator 210, the polarization splitter 230, the display panel 240, and the projection lens 250. It may further include an illumination lens unit 220.

광원부(200)는 복수의 색 즉, 한 화소를 이루는 복수의 색에 대응하는 LED광원을 포함한다. The light source unit 200 includes a LED light source corresponding to a plurality of colors, that is, a plurality of colors constituting one pixel.

예컨대, 광원부(200)는 청색(B) LED(201a), 녹색(G) LED(201b) 및 적색(R) LED(201C) 를 포함하고, 청색(B) LED(201a), 녹색(G) LED(201b) 및 적색(R) LED(201C)에서 출사되는 광을 그 파장에 따라 반사 또는 투과시키는 다이크로익 미러(203a, 203b)를 포함할 수 있다. For example, the light source unit 200 includes a blue (B) LED 201a, a green (G) LED 201b, and a red (R) LED 201C, and a blue (B) LED 201a, green (G). It may include dichroic mirrors 203a and 203b that reflect or transmit light emitted from the LED 201b and the red (R) LED 201C according to the wavelength thereof.

다이크로익 미러는 청색(B) LED(201a) 및 집광렌즈(204) 사이에 위치하여 청색(B) LED(201a)에서 출사되는 광을 투과시키고, 녹색(G) LED(201b) 및 적색(R) LED(201C)에서 출사되는 광을 반사시키는 제 1 다이크로익 미러(203a) 및, 녹색(G) LED(201b)와 적색(R) LED(201C) 사이에 제 1 다이크로익 미러(203a)와 평행하도록 위치하여 적색(R) LED(201C)에서 출사되는 광을 투과시키고 녹색(G) LED(201b)에서 출사되는 광을 반사시키는 제 2 다이크로익 미러(203b)를 포함한다.The dichroic mirror is positioned between the blue (B) LED 201a and the condenser lens 204 to transmit the light emitted from the blue (B) LED 201a, and the green (G) LED 201b and the red ( R) a first dichroic mirror 203a for reflecting light emitted from the LED 201C, and a first dichroic mirror between the green (G) LED 201b and the red (R) LED 201C ( And a second dichroic mirror 203b positioned parallel to 203a to transmit light emitted from the red (R) LED 201C and reflect light emitted from the green (G) LED 201b.

제 2 다이크로익 미러(203b)는 적색(R) LED(201c) 광원을 제 1 방향(1)으로 투과시키고 녹색(G) LED(201b)의 광원을 제 1 방향(1)으로 반사시키고, 제 1 다이크로익 미러(203a)는 제 1 방향(1)으로 입사되는 적색(R) LED(201c) 및 녹색(G) LED(201b)의 광원을 제 2 방향(2)으로 반사시키고 청색(B) LED의 광원(201a)을 제 2 방향(2)으로 투과시켜 집광렌즈(204)로 광을 모은다.The second dichroic mirror 203b transmits the red (R) LED 201c light source in the first direction 1 and reflects the light source of the green (G) LED 201b in the first direction 1, The first dichroic mirror 203a reflects light sources of the red (R) LED 201c and the green (G) LED 201b that are incident in the first direction 1 in the second direction 2 and are blue ( B) The light source 201a of the LED is transmitted in the second direction 2 to collect light to the condenser lens 204.

또한, 광원부(200)는 다이크로익 미러(203a, 203b)를 통해 반사 또는 투과된 광을 모으는 집광렌즈(204)를 포함할 수 있다.In addition, the light source unit 200 may include a condenser lens 204 for collecting light reflected or transmitted through the dichroic mirrors 203a and 203b.

또한, 광원부(200)는 청색(B) LED(201a), 녹색(G) LED(201b) 및 적색(R) LED(201C) 중 하나 이상의 LED 전면에 위치하여 청색(B) LED(201a), 녹색(G) LED(201b) 및 적색(R) LED(201C)에서 출사되는 광을 평행하게 하는 시준기(collimator, 202a, 202b, 202c)를 포함할 수 있다.In addition, the light source unit 200 is located in front of one or more of the blue (B) LED 201a, the green (G) LED 201b, and the red (R) LED 201C, and the blue (B) LED 201a, It may include collimators 202a, 202b, and 202c for paralleling the light emitted from the green (G) LED 201b and the red (R) LED 201C.

인터그레이터(210)는 광원부(200)로부터 출사된 광을 내부에서 여러번 전반사 시킴으로써 균일(Uniformity)하게 하고 편광성을 갖도록 성형(Shaping)을 한다.The integrator 210 performs uniformity by shaping the light emitted from the light source unit 200 several times in the interior to form uniformity and polarization.

본 발명의 다른 실시예에 따른 인터그레이터(210)는 광원부(200)로부터 출사된 광을 편광성을 갖도록 하는 편광 변환 시스템(PCS, Polarization Converting System, 211) 및 광 분포를 균일하게 하는 라이트 파이프(Light Pipe, 212)를 포함할 수 있다.The integrator 210 according to another embodiment of the present invention includes a polarization converting system (PCS) 211 for making the light emitted from the light source unit 200 have polarization and a light pipe for uniforming the light distribution. Light Pipe, 212).

조명렌즈부(220)는 인터그레이터(210)와 편광 분리부(230) 사이에 위치하여 인터그레이터(210)에서 출사된 광을 집속시킨다.The illumination lens unit 220 is positioned between the integrator 210 and the polarization splitter 230 to focus the light emitted from the integrator 210.

편광 분리부(230)는 인터그레이터(210)를 거쳐 조명렌즈부(220)에서 집속된 광의 편광 상태에 따라 투과 또는 반사시킨다. 예컨대, P 편광상태의 빛은 편광 분리부(230)에서 표시 패널(240)로 향하게 되지만, S 편광상태의 빛은 편광 분리부(230)에서 반사한다. 이러한 편광 분리부(230)는 일례로 편광 필터로 사용하여 제조 단가를 크게 절감시킬 수 있다.The polarization splitter 230 transmits or reflects the light through the integrator 210 according to the polarization state of the light focused by the illumination lens unit 220. For example, the light of the P polarization state is directed from the polarization separator 230 to the display panel 240, but the light of the S polarization state is reflected from the polarization separator 230. For example, the polarization separator 230 may be used as a polarization filter to greatly reduce manufacturing costs.

표시 패널(240)은 편광 분리부(230)에서 투과된 광을 표시 패널(240)의 인가전압에 따라 변조시킨 후 투사렌즈(250)로 출사한다. 표시 패널(240)에서 변조된 광은 예컨대, S 편광상태의 빛으로 전환되어 편광 분리부(230)에서 반사되어 투사렌즈(250)로 진행한다. 표시 패널(240)은 일례로 액정 디스플레이(LCD) 패널일 수 있다.The display panel 240 modulates the light transmitted from the polarization splitter 230 according to the applied voltage of the display panel 240 and then emits the light to the projection lens 250. The light modulated by the display panel 240 may be converted to, for example, light of an S polarization state, reflected by the polarization splitter 230, and proceeded to the projection lens 250. The display panel 240 may be, for example, a liquid crystal display (LCD) panel.

투사렌즈(250)는 표시 패널(240)에 표시된 영상을 스크린(미도시)에 확대 투사한다. The projection lens 250 enlarges and projects an image displayed on the display panel 240 on a screen (not shown).

이러한 본 발명에 다른 실시예에 광 경로를 살펴보면, 먼저 청색(B) LED(201a), 녹색(G) LED(201b) 및 적색(R) LED(201C)에서 발생한 광이 각 시준기(collimator, 202a, 202b, 202c)에 의해 평행 광선으로 진행한다. Looking at the optical path in another embodiment of the present invention, first, the light generated from the blue (B) LED (201a), green (G) LED 201b and red (R) LED (201C) is each collimator (202a) , 202b, 202c proceed in parallel rays.

적색광(R)은 제 2 다이크로익 미러(203b)에 의해 투과되고 제 1 다이크로익 미러(203a)에 의해 반사되어 집광렌즈(204)로 진행한다. 녹색광(G)은 제 2 다이크로익 미러(203b)와 제 1 다이크로익 미러(203a) 모두에서 반사되어 집광렌즈(204)로 진행한다. 청색광(B)은 제 1 다이크로익(203a)에 의해 투과하여 집광렌즈(204)로 진행한다. The red light R is transmitted by the second dichroic mirror 203b and reflected by the first dichroic mirror 203a to proceed to the condensing lens 204. The green light G is reflected by both the second dichroic mirror 203b and the first dichroic mirror 203a and proceeds to the condensing lens 204. The blue light B passes through the first dichroic 203a and proceeds to the condensing lens 204.

이렇게 집광렌즈(204)로 입사된 적, 녹, 청색광은 인터그레이터(210)의 편광 변환 시스템(PCS, 211)으로 입사되어 하나의 편광 성분으로 변환되어 진행한다. 예컨대, 여러 편광상태의 빛을 P 편광상태의 빛으로 변환할 수 있다. 이렇게 편광 변환된 적, 녹, 청색광은 라이트 파이프(Light Pipe, 212)를 통과하면서 균일한 빛의 세기(Intensity)를 가지게 된다. 라이트 파이프(Light Pipe, 212)로부터 출사된 광은 조명렌즈부(220)에 의해 표시 패널(240)에 균일하고 효율적으로 조사된다. 표시 패널(240)로부터 출사된 광은 편광 분리부(230) 예컨대 편광 필터에 의해 조명렌즈부(220) 광로와 분리되어 투사렌즈(240)로 향하게 되며 투사렌즈(240)는 표시 패널(240)의 화상 정보를 이미징시켜 사용자에게 정보를 전달해준다.The red, green, and blue light incident on the condenser lens 204 are incident on the polarization conversion system (PCS) 211 of the integrator 210 and converted into one polarization component to proceed. For example, light in various polarization states can be converted to light in P polarization states. The red, green, and blue light polarized in this way have a uniform intensity of light while passing through the light pipe 212. Light emitted from the light pipe 212 is uniformly and efficiently irradiated to the display panel 240 by the illumination lens unit 220. The light emitted from the display panel 240 is separated from the illumination lens unit 220 optical path by the polarization separator 230, for example, a polarization filter, and is directed toward the projection lens 240, and the projection lens 240 is the display panel 240. The image information of the image is transferred to the user.

이와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝션 광학 시스템은 종래의 프로젝션 광학 시스템에 비해 광부품수를 현저히 줄일 수 있다. 이에 따라 광학 시스템의 동작을 단순화하여 성능을 향상시킬 뿐 아니라 용이하게 소형화할 수 있다. 또한, 제조 단가를 크게 절감시켜 경쟁력을 향상시킬 수 있다.Thus, the projection optical system according to another embodiment of the present invention can significantly reduce the number of optical components compared to the conventional projection optical system. As a result, the operation of the optical system can be simplified, thereby improving performance and miniaturizing easily. In addition, the manufacturing cost can be greatly reduced, thereby improving competitiveness.

또한, LED광원을 사용하여 탁월한 색 재현 능력을 가질 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라 광학 시스템의 수명 또한 향상시킬 수 있다. In addition, the use of LED light source not only has the advantage of excellent color reproduction ability, but also can improve the life of the optical system.

이와 같이, 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 실시예에 따른 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As such, the technical configuration according to the embodiments of the present invention described above may be implemented in other specific forms by those skilled in the art to which the present invention pertains without changing its technical spirit or essential features. I can understand that.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적 인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the foregoing description, and the meaning and scope of the claims. And all changes or modifications derived from the equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 프로젝션 광학 시스템은 광학 부품 수를 줄이고 소형화할 수 있는 효과가 있다. As described in detail above, the projection optical system of the present invention has the effect of reducing the number of optical components and miniaturization.

또한, 본 발명의 프로젝션 광학 시스템은 제조 단가를 절감시키고 수명을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the projection optical system of the present invention has the effect of reducing the manufacturing cost and life.

또한, 본 발명의 프로젝션 광학 시스템은 색 재현 능력을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the projection optical system of the present invention has the effect of improving the color reproduction ability.

Claims (9)

복수의 색에 대응하는 복수의 LED 광원을 포함하는 광원부;A light source unit including a plurality of LED light sources corresponding to a plurality of colors; 상기 광원부로부터 출사된 광을 균일하게 하고 편광성을 갖도록 하는 인터그레이터;An integrator which makes the light emitted from the light source unit uniform and polarization; 상기 인터그레이터로부터 출사된 광의 편광 상태에 따라 투과 또는 반사시키는 편광 필터로 이루어진 편광 분리부;A polarization separator made of a polarization filter that transmits or reflects according to the polarization state of the light emitted from the integrator; 상기 편광 분리부에서 투과된 광을 이용하여 영상을 표시하기 위한 표시 패널;A display panel for displaying an image using light transmitted from the polarization splitter; 상기 표시 패널에 표시된 영상을 스크린에 확대 투사하기 위한 투사렌즈; 및A projection lens for magnifying and projecting an image displayed on the display panel on a screen; And 상기 인터그레이터와 상기 편광 분리부 사이에 위치하여 상기 인터그레이터로부터 출사된 광을 집속시키는 조명렌즈부를 포함하되,An illumination lens unit is disposed between the integrator and the polarization splitter to focus light emitted from the integrator. 상기 인터그레이터는 The integrator 상기 광원부로부터 출사된 광을 편광성을 갖도록 하는 편광 변환 시스템(PCS, Polarization Converting System) 및 상기 편광 변환 시스템으로부터 출사된 광 분포를 균일하게 하는 라이트 파이프(Light Pipe)로 이루어진 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학 시스템.Projection optics comprising a polarization converting system (PCS) to make the light emitted from the light source unit polarized and a light pipe to uniform the light distribution emitted from the polarization converting system system. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광원부는The light source unit 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED;Blue LED, green LED and red LED; 상기 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED에서 출사되는 광의 파장에 따라 반사 또는 투과시키는 다이크로익 미러; 및A dichroic mirror which reflects or transmits according to wavelengths of light emitted from the blue LED, the green LED, and the red LED; And 상기 다이크로익 미러를 통해 반사 또는 투과된 광을 모으는 집광렌즈;A condenser lens for collecting light reflected or transmitted through the dichroic mirror; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학 시스템.Projection optical system comprising a. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 다이크로익 미러는The dichroic mirror is 상기 청색 LED 및 상기 집광렌즈 사이에 위치하여 상기 청색 LED에서 출사되는 광을 투과시키고, 상기 녹색 LED 및 적색 LED에서 출사되는 광을 반사시키는 제 1 다이크로익 미러, 및A first dichroic mirror positioned between the blue LED and the condenser lens to transmit light emitted from the blue LED, and reflect light emitted from the green LED and the red LED; 상기 녹색 LED 및 적색 LED 사이에 상기 제 1 다이크로익 미러와 평행하도록 위치하여 상기 적색 LED에서 출사되는 광을 투과시키고, 상기 녹색 LED에서 출사되는 광을 반사시키는 제 2 다이크로익 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학 시스템.A second dichroic mirror positioned between the green LED and the red LED in parallel with the first dichroic mirror to transmit light emitted from the red LED and reflect light emitted from the green LED; And a projection optical system. 제 4 항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 제 2 다이크로익 미러는 상기 적색 LED의 광원을 제 1 방향으로 투과시키고 상기 녹색 LED의 광원을 상기 제 1 방향으로 반사시키고,The second dichroic mirror transmits the light source of the red LED in a first direction and reflects the light source of the green LED in the first direction, 상기 제 1 다이크로익 미러는 제 1 방향으로 입사되는 상기 적색 LED 및 상기 녹색 LED의 광원을 제 2 방향으로 반사시키고 상기 청색 LED의 광원을 상기 제 2 방향으로 투과시켜 상기 집광렌즈로 광이 모이도록 하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학 시스템.The first dichroic mirror reflects light sources of the red and green LEDs incident in a first direction in a second direction, and transmits light of the blue LEDs in the second direction to collect light to the condensing lens. And a projection optical system. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 광원부는 The light source unit 상기 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED 중 하나 이상의 LED 전면에 위치하여 상기 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED에서 출사되는 광을 평행광선으로 형성하는 시준기(collimator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학 시스템.A projection optical system including a collimator positioned in front of at least one of the blue LED, the green LED, and the red LED to form light emitted from the blue LED, the green LED, and the red LED into parallel rays; . 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 표시 패널은 액정 디스플레이(LCD) 패널인 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학 시스템.And said display panel is a liquid crystal display (LCD) panel. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조명렌즈부와 상기 표시 패널은 상기 편광 분리부를 사이에 두고 마주보도록 배치된 것을 특징으로 하는 프로젝션 광학 시스템.And the illumination lens unit and the display panel are disposed to face each other with the polarization splitter interposed therebetween.
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