KR19980059933A - Projection Display - Google Patents

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KR19980059933A KR1019960079280A KR19960079280A KR19980059933A KR 19980059933 A KR19980059933 A KR 19980059933A KR 1019960079280 A KR1019960079280 A KR 1019960079280A KR 19960079280 A KR19960079280 A KR 19960079280A KR 19980059933 A KR19980059933 A KR 19980059933A
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Abstract

광 분리 효율을 증대시켜 콘트라스트를 높이는 편광 빔 분리기(PBS)를 이용한 투사형 표시장치에 관한 것으로서, 특히 입사광과 입사면의 입사각 허용도가 높은 이중 도브 프리즘형 PBS를 사용함으로써, P/S파 분리순도가 높아 투사형 표시장치에서 요구하는 P/S파 분리가 안정되고 정확하게 이루어지고, 광원에서 발생되는 P파와 S파 모두를 별도의 복잡한 광학계 구성없이 그리고, 빔의 손실없이 투사장치에 사용함으로써, 광효율이 좋아지므로 스크린상에 형성되는 최종 화상의 밝기가 높아지며, 픽셀별로 광의 투과량을 제어하여 화상을 형성함으로써, 투사장치의 광효율을 증대시킨다.The present invention relates to a projection display device using a polarization beam splitter (PBS) that increases light separation efficiency and increases contrast. In particular, P / S wave separation purity is achieved by using a double dove prism type PBS having high incident angle of incident light and incident surface. The high P / S wave separation required by the projection display device is stable and accurate, and the light efficiency is improved by using both the P wave and the S wave generated from the light source in the projection device without any complicated optical system configuration and without the loss of the beam. As a result, the brightness of the final image formed on the screen is increased, and the light efficiency of the projection apparatus is increased by forming an image by controlling the amount of light transmitted per pixel.

Description

투사형 표시장치Projection Display

본 발명은 액정표시소자(Liquid Crystal Display ; LCD)를 이용한 투사형 표시장치에 관한 것으로서, 특히 광 분리 효율을 증대시켜 콘트라스트를 높이는 편광빔 분리기(Polariaing Beam Splitter ; PBS)를 이용한 투사형 표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection display device using a liquid crystal display (LCD), and more particularly, to a projection display device using a polarizing beam splitter (PBS) that increases contrast by increasing light separation efficiency. .

현재 일반화되고 있는 광의 투과량을 제어하여 화상을 투사하는 장치는 광원에서 발생된 광을 P/S파로 분리한 다음 그중 하나를 선택하여 화상표시소자로 입사시키고 상기 화상표시소자에서 전기적인 영상신호에 따라 광의 투과량을 제어하여 화상을 형성한다.An apparatus for projecting an image by controlling a transmission amount of light, which is currently generalized, separates light generated from a light source into P / S waves, selects one of them, and enters the image display device according to an electric image signal from the image display device. The amount of light transmitted is controlled to form an image.

도 1은 이러한 종래의 PBS를 이용한 투사형 표시장치의 블럭도이고, 도 2는 도 1의 광원(11), PBS(12), 반사거울(13), 및 λ/2판(14)을 확대한 블럭도로서, 광원(11)에서 발광되는 비편광 빔은 PBS(12)로 입사되어 P파와 S파로 분리된다.FIG. 1 is a block diagram of a projection display device using such a conventional PBS, and FIG. 2 is an enlarged view of the light source 11, the PBS 12, the reflection mirror 13, and the λ / 2 plate 14 of FIG. 1. As a block diagram, the non-polarization beam emitted from the light source 11 is incident on the PBS 12 and separated into P and S waves.

상기 PBS(12)는 글래스 2매를 접합하여 이루어지는데, P파는 그대로 투과되고 S파는 반사되어 P파와 S파가 분리되도록 접합면에 PBS 코팅되어 있다.The PBS 12 is formed by bonding two pieces of glass. P waves are transmitted as they are, and S waves are reflected and PBS coated on the bonding surface to separate the P and S waves.

즉, 입사되는 빔중 P파는 PBS(12)를 그대로 통과하여 집광렌즈(15)로 입사된다.That is, the P wave of the incident beam passes through the PBS 12 as it is and enters the condensing lens 15.

그러나, S파는 반사되어 반사거울(13)로 입사되고, 반사거울(13)에서 다시 반사된 후 λ/2판(14)에서 P파로 변환되어 상기 집광렌즈(15)로 입사된다.However, the S-waves are reflected and incident on the reflection mirror 13, reflected back by the reflection mirror 13, and then converted into P waves by the λ / 2 plate 14 and incident on the condensing lens 15.

이때, 상기 집광렌즈(15)는 볼록렌즈(15a)와 오목렌즈(15b)로 구성되어 모두 P파로 바뀐 입사빔을 평행광으로 집속시킨다.At this time, the condenser lens 15 is composed of a convex lens 15a and a concave lens 15b to focus incident beams, which are both converted into P waves, into parallel light.

그리고, 상기 집광렌즈(15)에서 평행광으로 출사되는 빔은 액정표시부(16)로 입사된다.The beam emitted as parallel light from the condenser lens 15 is incident to the liquid crystal display unit 16.

상기 액정표시부(16)는 제 1편광판(16a)과 제 2편광판(16c) 및 제 1, 제 2 편광판(16a, 16c) 사이에 설치된 액정판넬(16b)로 이루어져, 입사빔을 선택적으로 투과시킴에 의해 화상을 형성한다.The liquid crystal display 16 includes a liquid crystal panel 16b provided between the first polarizing plate 16a and the second polarizing plate 16c and the first and second polarizing plates 16a and 16c to selectively transmit incident beams. To form an image.

즉, 상기 액정표시부(16)는 전압이 가해진 액정 셀은 입사되는 빔을 그대로 투과시키고, 전압이 가해지지 않은 액정 셀은 트위스트되어 반사시키는 셔터와 같은 역할을 하므로, 상기 편광된 P파는 전압이 가해진 액정 셀 부분만 통과해 투사렌즈(17)로 입사된다.That is, the liquid crystal display unit 16 acts as a shutter in which a voltage-applied liquid crystal cell transmits an incident beam as it is and a voltage-free liquid crystal cell is twisted and reflected, so that the polarized P wave is applied with a voltage. Only the liquid crystal cell part passes through and enters the projection lens 17.

상기 투사렌즈(17)는 상기 액정표시부(16)를 통과하는 빔을 스크린(도시되지 않음)에 확대 투사한다.The projection lens 17 enlarges and projects a beam passing through the liquid crystal display unit 16 on a screen (not shown).

이때, 투영 사이즈의 결정은 투사렌즈(17)의 초점 거리 및 투영 거리에 의해 결정된다.At this time, the determination of the projection size is determined by the focal length and projection distance of the projection lens 17.

그러나, 상기 PBS는 빔이 편광 빔 분리면의 법선과 45°방향으로 입사되는 직각형 PBS로서, 입사각 의존성을 가지므로 입사각(45°)이 조금만 벗어나도 P/S파 분리성능이 떨어진다.However, the PBS is a rectangular PBS in which the beam is incident in the 45 ° direction with the normal line of the polarization beam separation plane. Since the PBS has a dependency on the angle of incidence, the P / S wave separation performance is deteriorated even if the incident angle (45 °) is slightly deviated.

이는 결국 유효광량이 떨어지는 것이므로 투사형 프로젝터의 휘도가 떨어진다.This effectively lowers the amount of effective light, so the brightness of the projection projector is lowered.

특히, 일정 길이나 일정 스파크 갭을 갖는 광원에서 발생된 광은 파라볼라 반사경을 사용한다 하더라도 평행광을 만들 수는 없다.In particular, light generated from a light source having a certain length or a constant spark gap cannot produce parallel light even if a parabolic reflector is used.

따라서, PBS의 입사면에 모든 광이 수직으로 입사되기가 매우 어려운데, 상기 PBS는 ±1°정도의 오차만 발생하여도 P/S파의 분리 성능이 떨어지므로 투사형 표시장치에서 요구하는 P/S파 분리가 이루어지지 않는다.Therefore, it is very difficult for all light to enter the plane of incidence of the PBS vertically. Since the separation performance of the P / S wave is poor even when the PBS has an error of about ± 1 °, the P / S required by the projection display device is reduced. No wave separation

이와같이 직각형 PBS를 이용한 종래의 투사형 표시장치는 직각형 PBS가 입사각 의존도가 크므로 콘트라스트가 저하되어 휘도가 떨어지고 따라서, 스크린의 선명도가 떨어지는 문제점이 있었다.As described above, in the conventional projection display device using the rectangular PBS, since the rectangular PBS has a large dependence on the incident angle, the contrast is lowered and thus the luminance is lowered.

또한, 상기 광원에서 발생된 광을 PBS에서 분리하여 그중 하나(예컨대, P파)만을 사용하기 때문에 광량이 적어도 50% 이상 손실되어 광효율이 떨어지고 이는 스크린상에 형성되는 최종 화상의 밝기가 떨어져 주위가 밝을때는 사용자로 하여금 시청감을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.In addition, since the light generated from the light source is separated from the PBS and only one of them (for example, P wave) is used, the amount of light is lost by at least 50%, resulting in a decrease in light efficiency, which reduces the brightness of the final image formed on the screen. When it was bright there was a problem that the user lowers the viewing feeling.

따라서, 이를 해결하기 위하여 PBS에서 분리된 P/S파를 모두 사용하여 광효율을 증가시키는 특허가 USP 5,278,680, USP 5,303,083에 개시되어 있다.Accordingly, to solve this problem, a patent for increasing light efficiency by using all P / S waves separated from PBS is disclosed in USP 5,278,680 and USP 5,303,083.

그런데, 상기 특허 USP 5,278,680, USP 5,303,083는 P/S파를 모두 쓰기 위하여 액정표시부로 입사하기전에 복잡한 광학계 구성을 가지는 문제점이 있었다.However, the patent USP 5,278,680, USP 5,303,083 has a problem of having a complicated optical system configuration before entering the liquid crystal display in order to use all the P / S waves.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 광원에서 발생된 빔이 PBS의 비스듬한 경사면으로 입사되도록 PBS를 구성함으로써 입사광과 입사면의 허용 입사각도 범위를 넓혀 콘트라스트를 높이는 투사형 표시장치를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to configure the PBS so that the beam generated from the light source is incident on the oblique inclined plane of the PBS by increasing the contrast angle of the incident light and the incident surface to increase the contrast to increase the contrast In providing a display device.

본 발명의 다른 목적은 광원에서 발생된 빔이 PBS의 비스듬한 경사면으로 입사되도록 PBS를 구성하여 P/S파 모두를 사용함으로써, 복잡한 광학계 구성없이 광분리 및 광 효율을 증대시키는 투사형 표시장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a projection display device that increases light separation and light efficiency by using both P / S waves by configuring PBS so that a beam generated from a light source is incident on an oblique inclined plane of the PBS. have.

본 발명의 또다른 목적은 픽셀별로 광의 투과량을 제어하여 화상을 형성함으로써, 투사장치의 광 효율을 증대시키는 투사형 표시장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a projection display device which increases the light efficiency of a projection device by forming an image by controlling the amount of light transmitted per pixel.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1실시예에 따른 투사형 표시장치의 특징은, 비편광된 백색광을 발광하는 광원과, 도브형 프리즘 2매를 접합하고 접합면에 편광 빔 분리를 위한 광학 코팅을 하여 형성하고, 빔은 도브형 프리즘의 비스듬한 경사면으로 입사 또는 출사되도록 하며, 입사되는 빔의 편광 방향에 따라 입사빔을 통과 또는 반사시키는 PBS와, 상기 PBS에서 반사되는 광선의 경로상에 설치되어 PBS로부터 입사되는 광을 3원색으로 분리하거나 PBS로 입사되는 각 3원색의 영상광을 합성하는 상측 다이크로익 미러와, 상기 PBS를 통과하는 광선의 경로상에 설치되어 PBS로부터 입사되는 광을 3원색으로 분리하거나 PBS로 입사되는 각 3원색의 영상광을 합성하는 하측 다이크로익 미러와, 상기 상, 하측 다이크로익 미러에 의해 분리된 3색광의 각 광로상에 배치되어 각 색광에 대응하는 화상을 생성하는 투과형 액정표시부와, 상기 투과형 액정표시부로부터의 각 영상광이 상, 하측 다이크로익 미러, PBS를 거쳐 입사되면 입사각도에 따른 영상의 수차를 제거하는 필드 렌즈와, 영상의 수차가 제거된 광을 스크린에 결상시키는 프로젝션 렌즈를 포함하여 구성되는데 있다.A feature of the projection display device according to the first embodiment of the present invention for achieving the above object is to bond a light source that emits unpolarized white light and two dove-type prisms to separate the polarization beam on the bonding surface. Formed by optical coating, the beam is incident or emitted to the oblique inclined plane of the dove-shaped prism, and the PBS for passing or reflecting the incident beam according to the polarization direction of the incident beam, and on the path of the light beam reflected from the PBS An upper dichroic mirror provided to separate light incident from the PBS into three primary colors or to synthesize image light of each of three primary colors incident to the PBS, and light installed on the path of the light rays passing through the PBS and incident from the PBS; Is divided into three primary colors or the lower dichroic mirror for synthesizing the image light of each of the three primary colors incident to the PBS, and the three color light separated by the upper and lower dichroic mirrors Transmissive liquid crystal display unit arranged on each optical path to generate an image corresponding to each color light, and when the image light from the transmissive liquid crystal display is incident through the upper, lower dichroic mirror, and PBS, the image aberration according to the incident angle And a projection lens for imaging the light on which the aberration of the image is removed, on the screen.

본 발명의 제 2실시예에 따른 투사형 표시장치의 특징은, 비편광된 백색광을 발광하는 광원과, 도브형 프리즘 2매를 접합하고 접합면에 편광 빔 분리를 위한 광학 코팅을 하여 형성하고, 빔은 도브형 프리즘의 비스듬한 경사면으로 입사 또는 출사되도록 하며, 입사되는 빔의 편광 방향에 따라 입사빔을 통과 또는 반사시키는 PBS와, 상기 PBS를 반사 및 통과하는 광선의 경로상에 배치되어 전극이 가해진 셀에 입사된 빔만을 반사시켜 화상을 생성하는 반사형 액정표시부와, 상기 반사형 액정표시부로부터의 각 영상광이 PBS에서 다시 통과 및 반사되어 입사되면 입사각도에 따른 영상의 수차를 제거하는 필드 렌즈와, 영상의 수차가 제거된 광을 스크린에 결상시키는 프로젝션 렌즈를 포함하여 구성되는데 있다.A feature of the projection display device according to the second embodiment of the present invention is that a light source for emitting unpolarized white light, two dove-type prisms are bonded to each other, and formed by applying an optical coating for separating a polarizing beam on a bonding surface, and a beam Is incident or exited on an obliquely inclined plane of the dove-type prism, and a PBS that passes or reflects an incident beam according to the polarization direction of the incident beam, and a cell disposed on a path of a beam that reflects and passes the PBS A reflection type liquid crystal display for generating an image by reflecting only the beam incident to the field lens, a field lens for removing aberration of the image according to the incident angle when the image light from the reflection type liquid crystal display is passed and reflected again in the PBS; And a projection lens for imaging light on which an image aberration is removed.

도 1은 종래의 직각형 편광 빔 분리기(PBS)를 이용한 투사형 표시장치의 광학계 구성도1 is a configuration diagram of an optical system of a projection display device using a conventional rectangular polarization beam splitter (PBS).

도 2는 도 1의 직각형 PBS의 광 경로를 상세하게 나타낸 상세 구성도FIG. 2 is a detailed block diagram showing the optical path of the rectangular PBS of FIG. 1 in detail.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 도브 프리즘형 PBS를 이용한 투사형 표시장치의 광학계 구성도3 is a diagram illustrating an optical system of a projection display device using a double dove prism PBS according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 도브 프리즘형 PBS를 이용한 투사형 표시장치의 광학계 구성도4 is an optical system configuration diagram of a projection display device using a double dove prism PBS according to a second embodiment of the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

31 : 광원 32 : PBS31: light source 32: PBS

32a : 제 1면 32b : 제 2면32a: first page 32b: second page

32c : 제 3면 32d : 제 4면32c: page 3 32d: page 4

32e : 편광 빔 분리면 33 : 상측 다이크로익 미러32e: polarization beam split surface 33: upper dichroic mirror

34 : 하측 다이크로익 미러 35 : 액정 표시부34: lower dichroic mirror 35: liquid crystal display

35a, 35c : 마이크로 렌즈 어레이 35b : 액정판넬35a, 35c: Micro Lens Array 35b: Liquid Crystal Panel

36 : 필드렌즈 37 : 프로젝션 렌즈36: field lens 37: projection lens

38 : 스크린38: screen

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1실시예First embodiment

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 투사형 표시장치의 광학계 구성도로서, 비편광된 백색광을 발광하는 광원(31), 일정한 각도로 경사지게 설치되어 비스듬한 경사면으로 입사되는 비편광 빔을 편광 방향에 따라 통과 또는 반사시켜 P/S파를 분리하는 이중 도브 프리즘형 PBS(32), 상기 PBS(32)의 제 3면(32c)을 통과하는 광선의 경로상에 설치되어 광의 색 분리 및 혼합에 이용되는 상측 다이크로익 미러(33), 상기 PBS(32)의 제 4면(32d)을 통과하는 광선의 경로상에 설치되어 광의 색 분리 및 혼합에 이용되는 하측 다이크로익 미러(34), 상기 상, 하측 다이크로익 미러(33,34)에 의해 분리된 3색광의 각 광로상에 배치되어 각 색광에 대응하는 화상을 생성하는 투과형 액정표시부(35), 상기 투과형 액정표시부(35)로부터의 각 영상광이 반대편 다이크로익 미러(33,34)에서 합성된 후 PBS(32)에서 반사 또는 통과되면, 반사 또는 통과되는 광의 입사각도에 따른 영상의 수차를 제거하는 필드 렌즈(37), 및 영상의 수차가 제거된 광을 스크린(39)에 확대 투사하는 프로젝션 렌즈(38)로 구성된다.3 is a schematic diagram of an optical system of a projection display device according to a first embodiment of the present invention, in which a light source 31 that emits unpolarized white light and a non-polarized beam that is installed at an angle to be inclined at a predetermined angle are incident on a slanted slope. The double dove prism type PBS 32 which passes through or reflects the P / S wave and separates the P / S wave, and is installed on the path of the light ray passing through the third surface 32c of the PBS 32, for color separation and mixing of light. An upper dichroic mirror 33 to be used, a lower dichroic mirror 34 to be installed on a path of light rays passing through the fourth surface 32d of the PBS 32 and used for color separation and mixing of light; From the transmissive liquid crystal display section 35 and the transmissive liquid crystal display section 35, which are disposed on respective optical paths of three-color light separated by the upper and lower dichroic mirrors 33 and 34, to generate an image corresponding to each color light. Image light at the opposite dichroic mirrors (33, 34) After being formed or reflected by the PBS 32, the field lens 37 removes an aberration of the image according to the incident angle of the reflected or passed light, and enlarges and projects the light from which the aberration of the image is removed to the screen 39. It is composed of a projection lens 38.

상기 액정 표시부(35)는 액정판넬(35b) 앞뒤로 액정 셀과 1:1 대응되는 마이크로렌즈 어레이(35a, 35c)를 설치하는데, 마이크로렌즈 어레이(35a, 35c)의 촛점위치에 상기 액정판넬(35b)를 위치시켜, 입사빔이 광손실없이 전압이 가해진 액정 셀을 통과하도록 한다.The liquid crystal display 35 provides microlens arrays 35a and 35c corresponding to 1: 1 with the liquid crystal cell before and after the liquid crystal panel 35b. The liquid crystal panel 35b is located at the focal positions of the microlens arrays 35a and 35c. ) So that the incident beam passes through the applied liquid crystal cell without light loss.

상기 PBS(32)는 입사각의 의존성을 줄이기 위해, 즉 45°보다 더 큰 각도의 입사각을 갖기 위해 일정한 각도로 경사지게 설치되어, 입사각의 허용범위를 늘린다.The PBS 32 is inclined at a predetermined angle to reduce the dependence of the incident angle, that is, to have an angle of incidence greater than 45 °, thereby increasing the allowable range of the incident angle.

즉, PBS(32)는 이등변 삼각형 형태를 갖는 도브형 프리즘 2매를 접합하고 그 접합면(32e)에 편광 분리를 위한 광학 코팅을 하여 구성하며, 편광 빔 분리면(32e)이 수평방향으로 형성된다.That is, the PBS 32 is formed by bonding two dove-shaped prisms having an isosceles triangle shape and applying an optical coating for polarization separation to the bonding surface 32e, and the polarizing beam separation surface 32e is formed in the horizontal direction. do.

이때, 상기 이중 도브 프리즘형 PBS(32)는 직각형 PBS보다 입사각도 오차허용 범위가 넓어 입사각도의 변화에 따른 콘트라스트 저하가 거의 없다.At this time, the double dove prism type PBS 32 has a wider incident angle error tolerance range than the rectangular PBS so that there is almost no decrease in contrast due to the change in the incident angle.

즉, 상기 도브 프리즘형 PBS(32)는 광원(31) 또는 상, 하 다이크로익 미러(33, 34)으로부터 비스듬한 경사면 예컨대, 제 1면(32a), 제 3면(32c), 제 4면(32d)으로 빔이 입사되므로, 입사되는 빔은 공기와 비스듬한 경사면 사이의 굴절율 차에 의해 한번 굴절을 일으킨 후 편광 빔 분리면(32e)으로 입사되고, 상기 편광 빔 분리면(32e)에서 반사 또는 통과되는 빔도 경사면과 공기 사이의 굴절율 차에 의해 다시 한번 굴절을 일으킨 후 출사된다.That is, the dove prism type PBS 32 is an inclined surface oblique from the light source 31 or the upper and lower dichroic mirrors 33 and 34, for example, the first surface 32a, the third surface 32c, and the fourth surface. Since the beam is incident on 32d, the incident beam is refracted once by the refractive index difference between the air and the oblique inclined plane, and then is incident on the polarizing beam splitting surface 32e and reflected or reflected on the polarizing beam splitting surface 32e. The passing beam is also emitted after refraction caused by the difference in refractive index between the inclined surface and the air.

이와같이, 상기 도브형 프리즘은 출사시 높은 유리에서 굴절율이 낮은 공기로 향하는 내부반사이므로 입사각과 출사각이 같아져 분산이 수반되지 않는다. 즉, 입사각과 출사각이 같다.As such, since the dove-type prism is an internal reflection from the high glass to the air having a low refractive index at the time of emission, the incident angle and the emission angle are the same so that dispersion is not accompanied. That is, the incident angle and the exit angle are the same.

따라서, 도브형 프리즘은 분산이 파장(λ)에 무관하게 되므로 입사빔의 파장 의존성이 없어 파장이 바뀌어도 출사 경로가 일정해지게 되는 장점을 갖는다.Therefore, the dove-type prism has an advantage that the emission path becomes constant even when the wavelength is changed because the dopant prism is independent of the wavelength?

그리고, 입사빔의 유효편광 각도의 변화를 종래와 비교해보면, 종래에는 입사각(θo)=45°에 고정되어 유효편광각도는 45°를 기준으로 ±1° 정도밖에 갖지 못하였으나, 본 발명은 프리즘의 입사면에 90°로 입사시키지 않고 굴절이 일어나도록 비스듬히 입사시키므로 입사빔의 굴절각의 크기에 의해 입사각 θo을 맞추게 되므로 45°보다 큰 입사각을 가질 수 있다.When comparing the change in the effective polarization angle of the incident beam with the conventional method, the conventional polarization angle is fixed at the incident angle θo = 45 ° and the effective polarization angle has only about ± 1 ° based on 45 °. Since the incidence is inclined at an angle of incidence so as to cause refraction without incident at 90 °, the angle of incidence θo may be adjusted according to the size of the angle of refraction of the incident beam.

즉, 입사각θo은 PBS 코팅막 설계시 45°이상이 되도록 설계한다.That is, the incident angle θo is designed to be 45 ° or more when designing the PBS coating film.

이때, 스넬의 법칙에 의해 Sin·θin=n·Sin·θa이고,At this time, according to Snell's law, Sin · θin = n · Sin · θa,

코팅막 설계시 결정하는 θ와 프리즘의 꼭지가 r에 의해 θa가 결정된다.Θa is determined by r of the θ and the prism of the prism determined when the coating film is designed.

결국, θin은 상기 스넬의 법칙에 의해 프리즘의 굴절율과 θa에 의해 정할 수 있다.As a result, [theta] in can be determined by the refractive index of the prism and [theta] a by Snell's law.

그리고, 결정된 θin을 맞추어 광을 입사하면 빔은 θa만큼 굴절되어 θ의 크기를 가지고 코팅면에 입사되고 광학 코팅막의 성질에 의해 P파는 모두 투과되고 S파는 모두 반사되어 P/S파가 분리된다.When the light is incident on the determined θin, the beam is refracted by θa and is incident on the coating surface with a size of θ. All P waves are transmitted and all S waves are reflected and P / S waves are separated by the properties of the optical coating film.

이때, θ의 크기는 광학 코팅 설계시 굴절율을 조절함에 따라 종래의 45°보다 크게 설계할 수 있으므로 종래 고정된 45°보다 큰 유효편광 분리 각도를 갖는다.At this time, the size of θ can be designed larger than the conventional 45 ° by adjusting the refractive index when designing the optical coating has an effective polarization separation angle larger than the conventional fixed 45 °.

실제 θin을 45°로 하면 θ는 약55°이상을 얻게 되므로 종래에 비해서는 훨씬 큰 허용범위를 갖게되며, 이 각도는 필요에 의해 더 크게 설계할 수 있다.When the actual θin is set to 45 °, θ is obtained by about 55 ° or more, so that it has a much larger allowable range than in the prior art, and this angle can be designed larger as needed.

이에따라 θin만 적절하게 구해 이 각도만 맞추면 편광분리를 할 수 있게 된다.Accordingly, if only θin is properly obtained and the angle is adjusted, polarization separation can be performed.

또한, 상기 PBS(32)는 4면을 모두 사용하여 공간활용을 효율적으로 이용하는데, 광원(31)으로부터 발광된 빔이 입사되는 면을 제 1면(32a), 액정표시부(35)를 거쳐 형성된 영상광이 반사 또는 투과되어 필드 렌즈(37)로 출사되는 면을 제 2면(32b), 광원(31)으로부터 입사된 빔중 반사되는 S파가 나가는 면을 제 3면(32c), 광원(31)으로부터 입사된 빔중 통과되는 P파가 나가는 면을 제 4면(32d)이라 가정한다.In addition, the PBS 32 uses all four surfaces to efficiently use space utilization. The surface on which the beam emitted from the light source 31 is incident is formed through the first surface 32a and the liquid crystal display unit 35. The second surface 32b and the surface on which the S-waves reflected among the beams incident from the light source 31 exit the surface on which the image light is reflected or transmitted and exits the field lens 37. It is assumed that the plane through which the P-wave passing out of the beam incident from the?

이와같이 구성된 본 발명은 광원(31)에서 비편광된 백색광이 발광되어 PBS(32)로 입사되면, P파는 통과되는 S파는 반사되어 P/S파 분리가 이루어진다.According to the present invention configured as described above, when unpolarized white light is emitted from the light source 31 and is incident on the PBS 32, the P wave passes through the S wave and the P / S wave is separated.

이때, 상기 PBS(32)는 직각형이 아니라 일정한 각도로 경사진 이중 도브 프리즘형 PBS로서, 이등변 삼각형 모양으로 된 도브형 프리즘 2매를 접합하고 그 접합면에 편광 빔 분리를 위한 광학 코팅을 하여 구성되며, 직각형 PBS보다 입사각도 오차허용 범위가 넓어 입사각도의 변화에 따른 콘트라스트 저하가 거의 없다.At this time, the PBS 32 is a double dove prism type PBS that is inclined at a predetermined angle rather than a right angle, and bonds two dove-shaped prisms having an isosceles triangle shape and an optical coating for separating the polarization beams on the bonding surface. Since the incident angle error tolerance range is wider than that of the rectangular PBS, there is almost no contrast decrease due to the change of the incident angle.

상기 도브형 프리즘은 출사시 높은 유리에서 굴절율이 낮은 공기로 향하는 내부반사이므로 입사각과 출사각이 같아져 분산이 수반되지 않는다. 즉, 입사각과 출사각이 같다.Since the dove-type prism is an internal reflection from the high glass to the air having a low refractive index at the time of emission, the incident angle and the exit angle are the same so that dispersion is not accompanied. That is, the incident angle and the exit angle are the same.

따라서, 상기 도브형 프리즘은 분산이 파장(λ)에 무관하게 되므로 입사빔의 파장 의존성이 없어 파장이 바뀌어도 출사 경로가 일정하게 되는 장점을 갖는다.Therefore, the dove-type prism has an advantage that the output path is constant even when the wavelength is changed because there is no wavelength dependency of the incident beam since dispersion is independent of the wavelength [lambda].

그러므로, 상기 도브형 프리즘을 이용한 본 발명의 도브 프리즘형 PBS(32)의 입사빔의 유효편광 각도의 변화를 종래와 비교해보면, 종래에는 입사각(θo)=45°에 고정되어 유효편광각도는 45°를 기준으로 ±1°정도밖에 갖지 못하였으나, 본발명은 프리즘의 입사면에 90°로 입사시키지 않고 굴절이 일어나도록 비스듬히 입사시키므로 입사빔의 굴절각의 크기에 의해 입사각 θo을 맞추게 되므로 45°보다 큰 입사각을 가질 수 있다.Therefore, when comparing the change in the effective polarization angle of the incident beam of the dove prism type PBS 32 of the present invention using the dove type prism, the effective polarization angle is fixed at the incidence angle? It has only ± 1 ° based on °, but the present invention is not inclined at 90 ° to the incident surface of the prism, but is inclined so as to cause refraction, so that the angle of incidence θo is adjusted according to the angle of refraction of the incident beam. It can have a large angle of incidence.

즉, 상기 광원(31)에서 발광하여 PBS(32)로 입사되는 광빔중 S파는 편광 빔 분리면(32e)에서 반사되어 제 3면(32c)을 통해 상측 다이크로익 미러(32)로 입사되고, P파는 편광 빔 분리면(32e)를 통과하여 제 4면(32d)를 통해 하측 다이크로익 미러(34)로 입사된다.That is, the S-waves of the light beams emitted from the light source 31 and incident on the PBS 32 are reflected by the polarization beam splitting surface 32e and incident on the upper dichroic mirror 32 through the third surface 32c. , The P wave passes through the polarization beam splitting surface 32e and is incident to the lower dichroic mirror 34 through the fourth surface 32d.

상기 PBS(32)의 제 3면(32c)을 통과하는 광선의 경로상에 설치되는 상기 상측 다이크로익 미러(33)는 상기 PBS(32)에서 반사되는 S파의 광을 적, 녹 및 청색의 3원색광으로 각각 분리하여 투과형 액정표시부(35)로 반사시킨다.The upper dichroic mirror 33 installed on the path of the light rays passing through the third surface 32c of the PBS 32 is configured to receive red, green, and blue light of S waves reflected by the PBS 32. The light is separated into three primary colors of light and reflected by the transmissive liquid crystal display unit 35.

한편, 상기 PBS(32)의 제 4면(32d)을 통과하는 광선의 경로상에 설치되는 상기 하측 다이크로익 미러(34)는 상기 PBS(32)를 통과하는 P파의 광을 적, 녹 및 청색의 3원색광으로 각각 분리하여 투과형 액정표시부(35)로 반사시킨다.On the other hand, the lower dichroic mirror 34 provided on the path of the light rays passing through the fourth surface 32d of the PBS 32 has red and green light of P waves passing through the PBS 32. And blue primary colors, respectively, and are reflected to the transmissive liquid crystal display unit 35.

이때, 상기 액정 표시부(35)의 입사측에 설치되는 액정셀과의 1:1 대응 마이크로렌즈 어레이는 전압이 가해진 각 셀로 입사되는 평행빔을 촛점이 맺도록 집광하므로, 그 위치에 액정판넬(32b)을 위치시키면, 입사광은 광 손실없이 그대로 액정셀을 통과한다.In this case, the 1: 1 corresponding microlens array with the liquid crystal cell installed on the incident side of the liquid crystal display unit 35 condenses the parallel beam incident to each cell to which the voltage is applied, so that the liquid crystal panel 32b is positioned at the position. ), Incident light passes through the liquid crystal cell without loss of light.

또한, 상기 액정 표시부(35)의 출사측에 설치되는 액정셀과의 1:1 대응 마이크로 렌즈 어레이는 전압이 가해진 액정 셀을 통과하는 광을 다시 평행광으로 만들어 해당 다이크로익 미러(33, 34)로 입사시킨다.In addition, the 1: 1 corresponding microlens array with the liquid crystal cell provided on the exit side of the liquid crystal display unit 35 converts the light passing through the liquid crystal cell to which the voltage is applied back into parallel light, corresponding dichroic mirrors 33 and 34. Incident).

이때, 상기 액정 표시부(35)의 액정 패널(32b)은 투과형 TFT-LCD로서, 분리된 3원색광이 입사되는 마이크로렌즈 어레이의 촛점 위치에 액정판넬(32b)을 위치시킨다.At this time, the liquid crystal panel 32b of the liquid crystal display unit 35 is a transmissive TFT-LCD, and the liquid crystal panel 32b is positioned at the focal position of the microlens array into which the separated primary colors light is incident.

따라서, 상기 상, 하측 다이크로익 미러(33, 34)에서 각각 R, G, B 분리된 빔은 TFT-LCD(32b)에 일체로 형성된 마이크로렌즈 어레이(32a, 32c)에 의해 각각 집광되어 R, G, B별로 형성된 각 픽셀로 입사되고, 각 픽셀별로 투과되는 투과량을 제어하므로서 풀칼라를 구현한다.Accordingly, the R, G, and B beams separated from the upper and lower dichroic mirrors 33 and 34 are respectively focused by the microlens arrays 32a and 32c formed integrally with the TFT-LCD 32b, respectively. Full color is realized by controlling the amount of light transmitted to each pixel formed by each of G, B, and transmitted per pixel.

여기서, 마이크로 렌즈 어레이는 정확한 픽셀 위치에 포커싱을 하기 위해 설치된다.Here, the micro lens array is installed to focus on the correct pixel position.

즉, 상측 다이크로익 미러(33)에서 분리된 S파의 3색광은 액정 표시부(35)를 통해 하측 다이크로익 미러(34)로 입사되고, 하측 다이크로익 미러(34)에서 분리된 P파의 3색광은 액정 표시부(35)를 통해 상측 다이크로익 미러(33)로 입사된다.That is, tricolor light of S-waves separated from the upper dichroic mirror 33 is incident to the lower dichroic mirror 34 through the liquid crystal display unit 35 and P separated from the lower dichroic mirror 34. The tricolor light of the wave is incident on the upper dichroic mirror 33 through the liquid crystal display unit 35.

따라서, 상기 하측 다이크로익 미러(34)는 상기 액정 표시부(35)를 선택적으로 투과하는 S파의 각 3색 영상광을 합성하여 PBS(32)의 제 4면(32d)으로 입사시키고, 상측 다이크로익 미러(33)는 상기 액정 표시부(35)를 선택적으로 투과하는 P파의 각 3색 영상광을 합성하여 PBS(32)의 제 3면(32c)으로 입사시킨다.Accordingly, the lower dichroic mirror 34 synthesizes the three-color image light of S-waves selectively passing through the liquid crystal display 35 and enters the fourth surface 32d of the PBS 32, and the upper side The dichroic mirror 33 synthesizes the three-color image light of the P wave selectively passing through the liquid crystal display unit 35 and enters the third surface 32c of the PBS 32.

이때, 상기 PBS(32)의 제 3면(32c)으로 입사되는 영상광은 P파이므로 편광 빔 분리면(32e)을 통과하여 제 2면(32b)을 통해 필드렌즈(37)로 입사된다.At this time, since the image light incident on the third surface 32c of the PBS 32 is a P wave, it passes through the polarization beam splitting surface 32e and enters the field lens 37 through the second surface 32b.

한편, PBS(32)의 제 4면(32d)으로 입사되는 영상광은 S파이므로 편광 빔 분리면(32e)에서 반사되어 제 2면(32b)을 통해 필드렌즈(37)로 입사된다.On the other hand, the image light incident on the fourth surface 32d of the PBS 32 is an S-wave, so it is reflected by the polarization beam splitting surface 32e and is incident on the field lens 37 through the second surface 32b.

즉, S파의 P파는 같은 경로를 거쳐 필드렌즈(37)로 입사되며, 광원(31)에서 발생된 P파와 S파가 모두 필드렌즈(37)로 입사된다.That is, the P wave of the S wave enters the field lens 37 through the same path, and both the P wave and the S wave generated by the light source 31 enter the field lens 37.

상기 필드렌즈(37)는 상기 PBS(32)에서 반사 및 통과되는 광의 입사각도에 따른 영상의 수차를 제거하여 프로젝션 렌즈(38)로 출력하고, 프로젝션 렌즈(38)는 상기 영상 수차가 제거된 광은 스크린(39)에 확대 투사한다.The field lens 37 removes an aberration of an image according to an incident angle of light reflected and passed through the PBS 32 and outputs the aberration to the projection lens 38, and the projection lens 38 emits light from which the image aberration is removed. Magnifies and projects on the screen 39.

이때, 투영 사이즈의 결정은 프로젝션 렌즈(38)의 초점 거리 및 투영 거리에 의해 결정된다.At this time, the determination of the projection size is determined by the focal length and the projection distance of the projection lens 38.

이와같이 본 발명의 제 1실시예는 광원에서 발생되는 P파와 S파를 모두 사용할 뿐만 아니라 P/S파의 분리효율을 극대화하여 로스를 최대한 줄이므로 광 효율이 크게 향상된다.As described above, the first embodiment of the present invention not only uses both the P and S waves generated from the light source, but also maximizes the separation efficiency of the P / S waves, thereby reducing the loss as much as possible, thereby greatly improving the light efficiency.

제2실시예Second embodiment

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 PBS를 이용한 투사형 표시장치의 광학계 구성도로서, 비편광된 백색광을 발광하는 광원(41), 일정한 각도로 경사지게 설치되어 비스듬한 경사면으로 입사되는 비편광 빔을 편광 방향에 따라 통과 또는 반사시켜 P/S파로 분리하는 이중 도브 프리즘형 PBS(42), 상기 PBS(42)를 통과 또는 반사하는 광선의 경로상에 설치되는 반사형 액정 표시부(43), 상기 액정 표시부(43)에서 선택적으로 반사되는 영상광이 PBS(42)로 입사되어 편광 방향에 따라 반사 및 통과되면, 반사 및 통과되는 광의 입사각도에 따른 영상의 수차를 제거하는 필드 렌즈(44), 및 영상의 수차가 제거된 광을 스크린(46)에 확대 투사하는 프로젝션 렌즈(45)로 구성된다.4 is an optical system configuration of a projection display device using a PBS according to a second embodiment of the present invention, a light source 41 that emits unpolarized white light, a non-polarization beam which is installed at an inclined angle and is inclined at an angle. A double dove prism type PBS 42 for passing or reflecting the light into a P / S wave according to a polarization direction, and a reflective liquid crystal display 43 provided on a path of a light beam passing or reflecting through the PBS 42, When the image light selectively reflected by the liquid crystal display 43 is incident on the PBS 42 and reflected and passed along the polarization direction, the field lens 44 removes an aberration of the image according to the incident angle of the reflected and passed light, And a projection lens 45 for magnifying and projecting the light on which the image aberration is removed, onto the screen 46.

상기 반사형 액정 표시부(43)는 액정판넬(43b) 전면에 액정 셀과 1:1 대응되는 마이크로렌즈 어레이(43a)를 설치하는데, 마이크로 렌즈 어레이(43a)의 촛점위치에 상기 액정판넬(43b)을 위치시켜, 입사빔이 광손실없이 전압이 가해진 액정 셀을반사하도록 한다.The reflective liquid crystal display 43 has a microlens array 43a corresponding to the liquid crystal cell 1: 1 in front of the liquid crystal panel 43b. The liquid crystal panel 43b is positioned at the focal point of the microlens array 43a. So that the incident beam reflects the applied liquid crystal cell without light loss.

상기 PBS(42)는 본 발명의 제 1실시예의 PBS와 동일한 PBS이므로 제 1실시예를 참조하고 상세한 설명을 생략한다.Since the PBS 42 is the same PBS as the PBS of the first embodiment of the present invention, reference is made to the first embodiment and detailed description thereof will be omitted.

이때, 상기 PBS(42)는 4면을 모두 사용하여 공간활용을 효율적으로 이용하는데, 광원(41)으로부터 발광된 빔이 입사되는 면을 제 1면(42a), 액정표시부(43)를 거쳐 형성된 영상광이 반사 또는 투과되어 필드 렌즈(44)로 출사되는 면을 제 2면(42b), 광원(41)으로부터 입사된 빔중 반사되는 S파가 나가는 면을 제 3면(42c), 광원(41)으로부터 입사된 빔중 통과되는 P파가 나가는 면을 제 4면(42d)이라 가정한다.In this case, the PBS 42 uses all four surfaces to efficiently use space utilization, and the surface on which the beam emitted from the light source 41 is incident is formed through the first surface 42a and the liquid crystal display 43. The second surface 42b and the surface from which the S-waves reflected among the beams incident from the light source 41 exit the surface on which the image light is reflected or transmitted and exits the field lens 44. It is assumed that the plane through which the P-wave passing through the beam incident from the?

이와같이 구성된 본 발명의 제 2실시예는 광원(41)에서 비편광된 백색광이 발광되어 PBS(42)로 입사되면, P파는 통과되는 S파는 반사되어 P/S파 분리가 이루어진다.According to the second embodiment of the present invention configured as described above, when unpolarized white light is emitted from the light source 41 and is incident on the PBS 42, the S wave passing through the P wave is reflected and P / S wave separation is performed.

이때, 상기 PBS(42)는 직각형이 아니라 일정한 각도로 경사진 이중 도브 프리즘형 PBS로서, 이등변 삼각형 모양으로 된 도브형 프리즘 2매를 접합하고 그 접합면에 편광 분리를 위한 광학 코팅을 하여 구성되며, 직각형 PBS보다 입사각도 오차허용 범위가 넓어 입사각도의 변화에 따른 콘트라스트 저하가 거의 없다.In this case, the PBS 42 is a double dove prism type PBS that is inclined at a predetermined angle rather than a right angle, and is formed by bonding two dove-type prisms having an isosceles triangle shape and applying an optical coating for polarization separation on the bonding surface. Since the incident angle error tolerance range is wider than that of the rectangular PBS, there is almost no decrease in contrast due to the change of the incident angle.

즉, 상기 광원(41)에서 발광하여 PBS(42)로 입사되는 광빔중 S파는 편광 빔분리면(42e)에서 반사되어 제 3면(42c)을 통해 반사형 액정 표시부(43)로 입사되고, P파는 편광 빔 분리면(43e)를 통과하여 제 4면(42d)를 통해 액정 표시부(43)로 입사된다.That is, the S-waves of the light beams emitted from the light source 41 and incident on the PBS 42 are reflected by the polarization beam splitting surface 42e and are incident on the reflective liquid crystal display 43 through the third surface 42c. The P wave passes through the polarization beam splitting surface 43e and is incident on the liquid crystal display 43 through the fourth surface 42d.

이때, 상기 액정 표시부(43)의 입사측에 설치되는 액정셀과의 1:1 대응 마이크로렌즈 어레이(43a)는 전압이 가해진 각 셀로 입사되는 평행빔을 촛점이 맺도록 집광하므로, 그 위치에 액정판넬(43b)을 위치시키면, 입사광은 광 손실없이 그대로 전압이 가해진 액정셀을 반사한다.At this time, the 1: 1 corresponding microlens array 43a with the liquid crystal cell provided on the incident side of the liquid crystal display 43 condenses the parallel beam incident to each cell to which the voltage is applied, so that the liquid crystal is located at the position. When the panel 43b is positioned, the incident light reflects the liquid crystal cell to which the voltage is applied as it is without light loss.

상기 전압이 가해진 셀에서만 반사되는 영상광은 다시 마이크로 렌즈 어레이(43a)로 입사되고, 마이크로 렌즈 어레이(43a)는 반사되는 영상광을 다시 평행광으로 만들어 PBS(42)로 입사시킨다.The image light reflected only from the cell to which the voltage is applied is incident to the micro lens array 43a, and the micro lens array 43a converts the reflected image light back into parallel light and enters the PBS 42.

이때, 상기 액정 표시부(43)의 액정 판넬(43b)은 반사형 TFT-LCD로서, 칼라 필터가 내장되어 있다고 가정한다.At this time, it is assumed that the liquid crystal panel 43b of the liquid crystal display 43 is a reflective TFT-LCD, and a color filter is incorporated therein.

여기서, 마이크로 렌즈 어레이(43a)는 정확한 픽셀 위치에 포커싱을 하기위해 설치된다.Here, the micro lens array 43a is provided for focusing at the correct pixel position.

즉, PBS(42)에서 반사되는 S파는 액정 표시부(35)에서 선택적으로 반사되어 PBS(42)의 제 4면(43d)으로 입사되고, PBS(42)를 통과하는 P파는 액정 표시부(43)에서 선택적으로 반사되어 PBS(42)의 제 3면(42c)으로 입사된다.That is, the S-waves reflected by the PBS 42 are selectively reflected by the liquid crystal display 35 and are incident on the fourth surface 43d of the PBS 42. The P-wave passing through the PBS 42 is the liquid crystal display 43. Is selectively reflected at and incident on the third surface 42c of the PBS 42.

이때, 상기 PBS(42)의 제 3면(42c)으로 입사되는 P파의 영상광은 편광 빔 분리면(42e)을 통과하여 제 2면(42b)을 통해 필드렌즈(44)로 입사된다.At this time, the P-wave image light incident on the third surface 42c of the PBS 42 passes through the polarization beam splitting surface 42e and is incident to the field lens 44 through the second surface 42b.

또한, PBS(42)의 제 4면(42d)으로 입사되는 S파의 영상광은 편광 빔 분리면(42e)에서 반사되어 제 2면(42b)을 통해 필드렌즈(44)로 입사된다.In addition, the S-wave image light incident on the fourth surface 42d of the PBS 42 is reflected by the polarization beam splitting surface 42e and is incident on the field lens 44 through the second surface 42b.

즉, S파와 P파는 같은 경로를 거쳐 필드렌즈(44)로 입사되며, 광원(41)에서 발생된 P파와 S파가 모두 필드렌즈(44)로 입사된다.That is, the S wave and the P wave enter the field lens 44 through the same path, and both the P wave and the S wave generated by the light source 41 enter the field lens 44.

상기 필드렌즈(44)는 상기 PBS(42)에서 반사 및 통과되는 광의 입사각도에 따른 영상의 수차를 제거하여 프로젝션 렌즈(45)로 출력하고, 프로젝션 렌즈(45)는 상기 영상 수차가 제거된 광을 스크린(46)에 확대 투사한다.The field lens 44 removes the aberration of the image according to the incident angle of the light reflected and passed through the PBS 42 and outputs it to the projection lens 45, and the projection lens 45 is the light from which the image aberration is removed. Is projected on the screen 46.

이때, 투영 사이즈의 결정은 프로젝션 렌즈(45)의 초점 거리 및 투영 거리에 의해 결정된다.At this time, the determination of the projection size is determined by the focal length and projection distance of the projection lens 45.

이와같이 본 발명의 제 2실시예도 광원에서 발생되는 P파와 S파를 모두 사용할 뿐만 아니라 P/S파의 분리효율을 극대화하여 로스를 최대한 줄이므로 광 효율이 크게 향상된다.As described above, the second embodiment of the present invention also not only uses both P and S waves generated from the light source, but also maximizes the separation efficiency of the P / S waves, thereby reducing the loss as much as possible, thereby greatly improving the light efficiency.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 PBS를 이용한 투사형 표시장치에 의하면, 입사광과 입사면의 입사각 허용도가 높은 이중 도브 프리즘형 PBS를 사용함으로써, P/S파 분리순도가 높아 투사형 표시장치에서 요구하는 P/S파 분리가 안정되고 정확하게 이루어진다.As described above, according to the projection display device using the PBS according to the present invention, by using a double dove prism type PBS having a high degree of incidence angle between incident light and the incident surface, the P / S wave separation purity is high, which is required by the projection display device. P / S wave separation is stable and accurate.

즉, 광분리 효율을 증대시켜 콘트라스트율을 높이므로 스크린의 선명도가 향상된다.That is, since the light separation efficiency is increased to increase the contrast ratio, the sharpness of the screen is improved.

또한, 광원에서 발생되는 P파와 S파 모두를 빔의 손실없이 투사장치에 사용함으로써, 광효율이 좋아지므로 스크린상에 형성되는 최종 화상의 밝기가 높아진다.Further, by using both the P wave and the S wave generated in the light source in the projection apparatus without losing the beam, the light efficiency is improved, so that the brightness of the final image formed on the screen is increased.

또한, PBS를 이용하여 광원에서 발생되는 P파와 S파 모두를 투사장치에 사용함으로써, 별도의 복잡한 광학계 구성이 필요없으므로 광학계의 구성이 간단해지고 그만큼 비용도 절약할 수 있다.In addition, by using both P-waves and S-waves generated in the light source using the PBS in the projection apparatus, no separate complicated optical system configuration is required, so the configuration of the optical system can be simplified and the cost can be reduced accordingly.

또한, 픽셀별로 광의 투과량을 제어하여 화상을 형성함으로써, 투사장치의 광효율을 증대시킨다.In addition, by controlling the amount of light transmitted for each pixel to form an image, the light efficiency of the projection apparatus is increased.

Claims (12)

비편광된 백색광을 발광하는 광원과; 도브형 프리즘 2매를 접합하고 접합면에 편광 빔 분리를 위한 광학 코팅을 하여 형성하고, 빔은 도브형 프리즘의 비스듬한 경사면으로 입사 또는 출사되도록 하며, 입사되는 빔의 편광 방향에 따라 입사빔을 통과 또는 반사시키는 편광 빔 분리기와; 상기 편광 빔 분리기에서 반사되는 광선의 경로상에 설치되어 편광 빔 분리기로부터 입사되는 광을 3원색으로 분리하거나 편광 빔 분리기로 입사되는 각 3원색의 영상광을 합성하는 상측 색 분리 및 합성수단과; 상기 편광 빔 분리기를 통과하는 광선의 경로상에 설치되어 편광 빔 분리기로부터 입사되는 광을 3원색으로 분리하거나 편광 빔 분리기로 입사되는 각 3원색의 영상광을 합성하는 하측 색 분리 및 합성수단과; 상기 상, 하측 색 분리 및 합성수단에 의해 분리된 3색광의 각 광로상에 배치되어 각 색광에 대응하는 화상을 생성하는 투과형 액정표시부와; 상기 투과형 액정표시부로부터의 각 영상광이 상, 하측 색 분리 및 합성수단, 편광 빔 분리기를 거쳐 입사되면 입사각도에 따른 영상의 수차를 제거하는 필드 렌즈와; 영상의 수차가 제거된 광을 스크린에 결상시키는 프로젝션 렌즈를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 투사형 표시장치.A light source for emitting unpolarized white light; Two dove-type prisms are bonded to each other and formed by applying an optical coating for separating polarized beams on the bonding surface. Or a polarizing beam splitter for reflecting; Upper color separation and synthesizing means installed on the path of the light beam reflected by the polarization beam splitter to separate light incident from the polarization beam splitter into three primary colors or to synthesize image light of each of the three primary colors incident on the polarization beam splitter; Lower color separation and synthesizing means installed on a path of light rays passing through the polarizing beam splitter to separate light incident from the polarizing beam splitter into three primary colors or to synthesize image light of each of the three primary colors incident on the polarizing beam splitter; A transmissive liquid crystal display unit arranged on each optical path of tricolor light separated by said upper and lower color separation and combining means to generate an image corresponding to each color light; A field lens for removing aberration of an image according to an incident angle when each image light from the transmissive liquid crystal display is incident through upper and lower color separation and combining means and a polarization beam separator; And a projection lens for imaging light on which an aberration of an image is removed, on a screen. 제1항에 있어서, 상기 편광 빔 분리기의 도브형 프리즘은 이등변 삼각형 타입임을 특징으로 하는 투사형 표시장치.The projection display device of claim 1, wherein the doped prism of the polarizing beam splitter is an isosceles triangle type. 제1항에 있어서, 상기 편광 빔 분리기는 광학 코팅막과 경계면으로 입사되는 입사빔을 45°보다 크게함을 특징으로 하는 투사형 표시장치.The projection display device of claim 1, wherein the polarizing beam splitter extends an incident beam incident on an optical coating layer and an interface greater than 45 °. 제1항에 있어서, 상기 편광 빔 분리기는 상기 액정 표시부를 거쳐서 형성된 화상의 P/S파를 동일한 투사경로를 거쳐 필드렌즈로 입사시킴을 특징으로 하는 투사형 표시장치.The projection display device of claim 1, wherein the polarizing beam splitter injects P / S waves of an image formed through the liquid crystal display into the field lens through the same projection path. 제1항에 있어서, 상기 액정 표시부는 투과형 액정판넬 앞뒤로 액정 셀과 1:1 대응되는 마이크로렌즈 어레이를 설치하는데, 마이크로렌즈 어레이의 촛점위치에 상기 액정판넬을 위치시킴을 특징으로 하는 투사형 표시장치.The projection display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display unit installs a microlens array 1: 1 corresponding to the liquid crystal cell before and after the transmissive liquid crystal panel, and the liquid crystal panel is positioned at a focal point of the microlens array. 제1항에 있어서, 상기 상측 색 분리 및 합성수단은 3판식 다이크로익 미러임을 특징으로 하는 투사형 표시장치.The projection display device according to claim 1, wherein the image color separating and combining means is a three-plate dichroic mirror. 제1항에 있어서, 상기 하측 색 분리 및 합성수단은 3판식 다이크로익 미러임을 특징으로 하는 투사형 표시장치.The projection display device according to claim 1, wherein the lower color separation and combining means is a three-plate dichroic mirror. 비편광된 백색광을 발광하는 광원과; 도브형 프리즘 2매를 접합하고 접합면에 편광 빔 분리를 위한 광학 코팅을 하여 형성하고, 빔은 도브형 프리즘의 비스듬한 경사면으로 입사 또는 출사되도록 하며, 입사되는 빔의 편광 방향에 따라 입사빔을 통과 또는 반사시키는 편광 빔 분리기와; 상기 편광 빔 분리기를 반사 및 통과하는 광선의 경로상에 배치되어 전극이 가해진 셀에 입사된 빔만을 반사시켜 화상을 생성하는 반사형 액정표시부와; 상기 반사형 액정표시부로부터의 각 영상광이 편광 빔 분리기에서 다시 통과 및 반사되어 입사되면 입사각도에 따른 영상의 수차를 제거하는 필드 렌즈와; 영상의 수차가 제거된 광을 스크린에 결상시키는 프로젝션 렌즈를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 투사형 표시장치.A light source for emitting unpolarized white light; Two dove-type prisms are bonded to each other and formed by applying an optical coating for separating polarized beams on the bonding surface. Or a polarizing beam splitter for reflecting; A reflection type liquid crystal display unit disposed on a path of light beams reflecting and passing through the polarization beam splitter to reflect only a beam incident on a cell to which an electrode is applied to generate an image; A field lens for removing the aberration of the image according to the incident angle when each image light from the reflective liquid crystal display is passed through and reflected by the polarization beam splitter again; And a projection lens for imaging light on which an aberration of an image is removed, on a screen. 제8항에 있어서, 상기 편광 빔 분리기의 도브형 프리즘은 이등변 삼각형 타입임을 특징으로 하는 투사형 표시장치.9. The projection display device of claim 8, wherein the doped prism of the polarizing beam splitter is an isosceles triangle type. 제8항에 있어서, 상기 편광 빔 분리기는 광학 코팅막과 경계면으로 입사되는 입사빔을 45°보다 크게함을 특징으로 하는 투사형 표시장치.9. The projection display device of claim 8, wherein the polarizing beam splitter extends an incident beam incident on an optical coating layer and an interface greater than 45 degrees. 제8항에 있어서, 상기 편광 빔 분리기는 상기 액정 표시부를 거쳐서 형성된 화상의 P/S파를 동일한 투사경로를 거쳐 필드렌즈로 입사시킴을 특징으로 하는 투사형 표시장치.10. The projection display device of claim 8, wherein the polarizing beam splitter injects P / S waves of an image formed through the liquid crystal display into the field lens through the same projection path. 제8항에 있어서, 상기 액정 표시부는 투과형 액정판넬의 입사면에 액정 셀과 1:1 대응되는 마이크로렌즈 어레이를 설치하는데, 마이크로렌즈 어레이의 촛점위치에 상기 액정판넬를 위치시킴을 특징으로 하는 투사형 표시장치.The liquid crystal display of claim 8, wherein the liquid crystal display has a microlens array 1: 1 corresponding to the liquid crystal cell on the incident surface of the transmissive liquid crystal panel, and the liquid crystal panel is positioned at the focal position of the microlens array. Device.
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