KR19990076941A - 광학블록과 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 액정패널 등의 표시디바이스에 대하여 효율좋게 빛을 조사하고, 또한 소형화를 도모하는 광학블록과 표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 광학블록은, 광원(10)에서 조사되는 빛에 대하여 소정의 각도로 기판(2)상에 설치되고, 광원에서 조사된 빛중 P파를 출사측에 투과하고 S파를 반사하는 편광 빔스플리터(3)와, 반사된 S파의 빛을 출사측에 반사하는 반사수단(4)과, 출사측에 반사된 S파의 빛의 편광면을 회전하는 편광면 회전수단(5)과를 기판(2)상에 가지는 광학블록(1)을 구성한다. 또 광원(10)과 제 1멀티렌즈 어레이(12)와, 이 광학블록(1)과, 제 2멀티렌즈 어레이(12)와, 출사광에 의거해서 적색광(R)과 녹색광(G)과 청색광(B)으로 분리하는 분리수단(14, 19)과, 이들 분리된 빛에 의거해서 변조적색광과 상기 변조녹색광과 변조청색광으로 각각 생성하는 광변조수단(17, 21, 26)과, 각 변조광을 합성하고, 합성변조광을 출사하는 출사수단(18)과를 가지는 표시장치를 구성한다. 본 발명에 의하면, 광학블록을 박형으로 구성할 수 있고, 스페이스 절약화 및 경량화를 도모할 수 있다. 또 광원에서 액정패널 등에의 광로거리를 짧게하여 표시장치의 소형화를 도모할 수 있다.
Description
최근, 예를 들면 액정패널 등의 광학소자를 이용한 프로젝터장치, 텔레비전수상기, 컴퓨터용의 디스플레이 등의 표시장치가 넓은 분야에서 보급하고 있다. 액정패널 등을 이용한 표시장치는, 메탈 할라이드램프나 할로겐램프 등의 광원에서 출사되는 빛을 컬러필터(R, G, B)를 가지는 액정패널에 입사함으로써, 그 액정패널의 출력광으로서 컬러영상을 얻을 수 있다. 그리고 액정패널로부터의 출력광은 투영렌즈에 의해 스크린에 투영된다.
그런데, 통상의 광원에서 방사되는 빛은 직교하는 2개의 편광면을 가지고 있고, 이들의 편광면은 일반적으로 P편광성분(이하, P파라고 한다)과 S편광성분(이하, S파라고 한다)으로 불리고 있다. 그리고 상술한 바와같은 표시장치에서는, 그 광원에서 출사된 빛을 액정패널에 입사하기 이전에 편광수단을 배치하고, 액정패널의 전면에 설치되어 있는 편광판에 대응하여, P파나 S파의 어느 한편의 편광면을 가지는 빛을 조사하도록 하고 있다.
예를 들면 프리즘중에 배치된 편광 빔스플리터(Polarizing beamspltters…이하 PBS라고 한다)에 대하여 소정의 각도로 랜덤편광의 광속이 입사하면, 예를 들면 P파는 통과, S파는 반사하게 된다. 그리고 P파, S파와 함께 프리즘의 단면에서 굴절시켜서 평행광속으로 되돌려서, 예를 들면 S파만을 λ/2판을 통과시킴으로써 P파로 변환하는 방법이나, PBS를 통과한 P파의 진행방향과 평행이 되도록 S파를 프리즘의 단면에서 굴절시키든지, 또는 미러 등의 반사수단 등으로 λ/2판에 대하여 반사하여 P파로 변환하는 방법 등이 알려져 있다. 이와같은 광학블록으로서는 전자는 1유닛, 후자는 1 또는 2유닛에서 대칭성을 가진 배치로 되어 있다.
도 12는 종래의 편광수단의 구성 및 광로의 일예를 나타내는 도면이다. 광원(40)은 예를 들면 할로겐램프, 메탈 할라이드램프나 할로겐램프 등으로 구성되고, 여기서 출사된 광선은 광학블록(50)을 거침으로써, 예를 들면 P파만이 도시되지 않은 액정패널에 입사하게 된다. 광학블록(50)은 복수의 예를 들면 유리성의 프리즘(50a∼50f)을 첩합시킴으로써 구성되어 있다. 프리즘(50b, 50e)간 및 프리즘(50c, 50d)간은 PBS(52, 52)가, 또 프리즘(50a∼50f)의 전편에는 파장판(53, 53)이 설치되어 있다. 즉 광원(40)에서 출사되는 P+S파는 검게 칠한 화살표, 광학블록(50)에 의해 분광되는 P파의 광로는 흑색바탕 이외의 화살표, S파의 광로는 사선을 실시한 화살표로 나타내고 있다.
먼저, 광원(40)에서 입사한 P+S파는 PBS(52, 52)로 분광되고, P파는 그대로 통과하여 액정패널에 입사한다. 또 S파는 PBS(52, 52)로 반사한 후에 프리즘(50a, 50f)의 전편으로 반사되고, 파장판(53, 53)에 의해 P파로 되어 상기 액정패널에 입사한다. 즉 프리즘(50b, 50e) 및 파장판(53, 53)에 의한 전면부분에서 P파만이 출사되게 된다. 이와같이 광원(40)에서 출사된 P+S파중, 광학블록(50)에 의해 어느 한편의 편광성분의 빛만을 도시되지 않은 액정패널에 입사하도록 하고 있다.
그런데, 이와같은 광학블록(50)을 이용하지 않는 경우, 광원(40)의 개구는 액정패널의 유효영역과 상사형이 되는바, 예를 들면 16 : 9 애스펙트비의 횡장화상을 형성하는 액정패널에 대해서는, 그 측부에 대해서도 균등하게 빛이 조사하는 것이 곤란하게 되고, 조도가 균일하게 되지 않게 된다. 또 발산각이 큰 램프광원의 광속은 효율좋게 액정패널에 입사하는 것이 곤란하기 때문에, 광학수단으로서 예를 들면 작은 렌즈를 다수 배치한 구조를 갖는 멀티렌즈 어레이 등을 이용하여, 액정패널에 도달하는 광속을 증가하고, 또한 조도의 분포를 균일하게 하는 것도 알려져 있다.
이 멀티렌즈 어레이를 이용하는 경우에는, 예를 들면 도 13에 나타내고 있는 바와같이, 광변조수단인 액정패널의 유효개구의 애스펙트비에 비등한 상사형으로 형성되는 동시에, 복수의 볼록렌즈(55a, 55a, 55a …)가 매트릭스배열되고, 도시되지 않은 광원측에 배치되어 있는 평면형의 멀티렌즈 어레이(54)와, 이 멀티렌즈 어레이(54)의 볼록렌즈(54a)와 대향하도록 복수의 볼록렌즈(55a, 55a, 55a …)가 형성되어 있는 평볼록형의 멀티렌즈 어레이(55)로 구성되어 있다. 그리고 도시되어 있지 않은 광원의 광속이 효율좋고, 또한 균일하게 후술하는 액정패널의 유효개구에 조사되도록 되어 있다.
액정프로젝터장치의 광원에서 출사되어 멀티렌즈 어레이(54)에 입사한 광속은, 각 볼록렌즈(54a)에 의해 각각 멀티렌즈 어레이(55)의 볼록렌즈(54a)상에 수속된다. 그리고 각 볼록렌즈(55a)에 도달한 광속은 출사측의 볼록렌즈(55b)에 의해 콘덴서렌즈(56)에 조사되고, 전후에 편광판이 배치되어 있는 액정패널(57)에서 변조된 후에 크로스다이크로익 프리즘(58)에 입사한다. 또한 볼록렌즈(55b)를 거쳐 콘덴서렌즈(56)에 입사하기 전에, 다이크로익미러 등의 광학소자에 의해 RGB 각 색광으로 분리되게 된다. 크로스다이크로익 프리즘(58)은, 4개의 프리즘을 소정의 반사특성을 가지고 있는 박막으로 형성되는 반사면(58a, 58b)을 거쳐서 첩합시켜서 형성되어 있다.
또한 도 13에 있어서는, 녹색광(G)의 광로만을 실선으로 나타내고 있으나, 적색광(R) 및 청색광(B)은 도시하지 않은 각색의 액정패널에 의해 동일하게 광변조된 후에, 화살표로 나타내고 있는 바와같이, 크로스다이크로익 프리즘(58)에 대하여 각각 다른 방향에서 입사하는데 있다.
액정패널에서 변조된 광속은 크로스다이크로익 프리즘(58)에 의해, 적색광(R)은 반사면(58a)에서, 또 청색광(B)은 반사면(58b)에 의해 도시되어 있지 않은 투사렌즈에 대하여 반사된다. 또한 녹색광(G)은 반사면(58a, 58b)을 투과하므로, 여기서 RGB 각 광속이 하나의 광축에 합성되어 컬러영상신호가 생성되어, 투사렌즈(도시 생략)에 입사한다. 또 상술한 바와같이 적색, 청색에 대해서도 크로스다이크로익 프리즘(58)에 대하여 화살표로 표시되어 있는 방향에서 입사하여, 각각 반사면(58a, 58b)에서 반사하여 투사렌즈에 입사한다.
이와같이 볼록렌즈(54a, 55a)가 매트릭스배열된 멀티렌즈 어레이(54, 55)를 설치함으로써, 콘덴서렌즈(56)만을 배치한 경우보다도 광원에서 출사된 광속을 효율좋게, 또한 균일하게 액정패널(57)의 유효개구에 조사할 수 있도록 되어 있다.
또한, 도 14에 나타내어 있는 바와같이, 광원(40)의 개구부에 광학블록(50)을 배치하여, 이 광학블록(50)의 개구부에 멀티렌즈 어레이(54, 55)를 이용함으로써 도 12, 도 13에 나타낸 경우보다도, 보다 효율 좋게 광원(40)에서 출사된 광속을 이용하는 것이 가능하게 된다.
그런데, 종래의 광학블록(50)에서는 입사면에 비하여 출사면이 넓게 되므로, 액정패널에의 광속의 입사 각도가 크게 되기 쉽고, 콘트라스트의 저하를 초래하기 쉽다. 이것을 방지하기 위해 광원(40)을 작게 설계하면 발산각이 큰 광속을 이용하지 않으면 아니되게 된다. 또한 종래의 광학블록은 그 입사측이 광원(40)의 개구에 비례한 크기로 형성되므로, 출사측은 광원(40)보다도 크게 형성되게 되고, 설치장소로서 상당한 스페이스가 필요하게 되는 동시에, 코스트가 높게 된다.
또, 멀티렌즈 어레이(54, 55)만을 설치한 경우, 광원에서 출사된 랜덤편광을 그대로 편광판에 입사시키게 되므로, 총광량의 약 60% 정도가 차단되어 광원의 이용효율이 좋은 것은 아니다. 또한 광학블록(50)과 멀티렌즈 어레이(54, 55)를 조합하는 경우라도, 멀티렌즈 어레이(54, 55)를 광학블록(50)의 출사측의 개구와 동등하게 대형화하게 되어서, 이것에 의해 멀티렌즈 어레이(55)에서 액정패널(57)까지의 광로거리가 길게 되어, 장치가 대형화하게 된다는 문제가 있다.
상술한 문제의 해결을 위해, 본 출원인은 앞서 멀티렌즈 어레이와 복수의 프리즘을 연접배치한 광학블록과를 갖춘 표시장치의 광원을 제안하였다(일본 특원평7-290570호 참조). 이 표시장치의 광원을 액정프로젝터장치의 광학계에 적용한 경우를 도 15에 나타낸다. 도 15에 있어서 광원(110)은 방물(放物)거울의 초점위치에 예를 들면 메탈 할라이드램프(110a)가 배치되어 있고, 방물거울의 광축에 거의 평행의 빛이 그 개구에서 출사된다. 그리고 광원(110)에서 출사된 빛중, 적외영역 및 자외영역의 불필요한 광선은 IR-UV컷필터(111)에 의해 차단되어 유효한 광선만이 다음의 광학수단으로 인도되게 된다.
이 광학수단은, 복수의 볼록렌즈(112a, 112a, 112a…)가 매트릭스 배열되어 있는 제 1멀티렌즈 어레이(112)와, 이 제 1멀티렌즈 어레이(112)의 볼록렌즈에 각각 2개씩의 렌즈가 대향하도록 복수의 볼록렌즈(113a, 113a, 113a…)가 형성되어 있는 제 2멀티렌즈 어레이(113)를 가지며, 이들 제 1멀티렌즈 어레이(112) 및 제 2멀티렌즈 어레이(113)의 사이에 후술하는 광학블록(101)이 배치되어서 구성되어 있다.
광학블록(101)은 복수의 프리즘을 첩합시켜서 형성되어 있고, 제 1멀티렌즈 어레이(112)에 의해 수속한 광속이 광학블록(101)의 소정의 프리즘에 입사하도록 구성되어 있다. 그리고 광학블록(101)에 의해 랜덤편광(P+S)에서 예를 들면 P파(또는 S파)에 편광되어, 제 2멀티렌즈 어레이(113)의 소정의 볼록렌즈(113a)에 입사하고, 다시 후단에 배치되어 있는 각종 광학소자를 거쳐 RGB 각 색광으로 분광되어 액정패널에 입사되도록 된다. 즉 제 1멀티렌즈 어레이(112), 광학블록(101), 제 2멀티렌즈 어레이(113)를 배치함으로써, IR-UV컷필터(111)를 통과한 광원(110)의 광속이 효율좋게, 또한 균일하게 액정패널의 유효개구에 조사할 수 있도게 된다.
광학블록(101)과 액정패널의 유효개구의 사이에는, 광원(110)의 광속을 적, 녹, 청색으로 분해하는 다이크로익 미러(114, 119)가 배치되어 있다. 이 도면에 있어서는, 먼저 다이크로익 미러(114)에서 반사된 적색광(R)은 미러(115)에 의해 진행방향을 90°구부러져서 콘덴서렌즈(116)를 거쳐서 적색용 액정패널(117)에 입사하게 된다.
한편, 다이크로익 미러(114)를 투과한 녹색광(G) 및 청색광(B)은 다이크로익 미러(119)에 의해 분리되게 된다. 즉 녹색광(G)은 반사되어서 진행방향을 90°구부러져서 콘덴서렌즈(120)를 거쳐서 녹색용 액정패널(121)에 인도된다. 그리고 청색광(B)은 다이크로익 미러(119)를 투과하여 직진하고, 릴레이렌즈(122), 미러(124a), 릴레이렌즈(123), 미러(124b), 콘덴서렌즈(125)를 거쳐서 청색용 액정패널(126)에 인도된다.
액정패널(117, 121, 126)에서 광변조된 각 색의 빛은, 광합성수단으로서의 크로스다이크로익 프리즘(118)을 이용하여 합성되게 된다. 적색광(R)은 반사면(118a)에서, 또 청색광(B)은 반사면(118b)에서 투사렌즈(130)의 방향으로 반사된다. 그리고 녹색광(G)은 반사면(118a, 118b)을 투과하므로, 여기서 RGB 각 광속이 하나의 광축에 합성되고, 투사렌즈(130)에 의해 도시되어 있지 않은 스크린에 확대투영되게 된다.
그리고, 광학블록(101)은 도 16에 외관을 전편에서 본 사시도, 도 17에 상면의 일부분을 나타내는 바와같이, 예를 들면 3각형의 프리즘(100a, 100c) 및 평행 4변형의 프리즘(200a, 200b, 200c, 200d) 및 프리즘(100b, 100c, 100d)을 첩합시켜서 형성되어 있다. 그리고 검은 칠의 화살표로 나타내고 있는 방향에서, 광원(110)에서 출사되어 제 1멀티렌즈 어레이(112)를 거쳐서 입사하는 랜덤편광(P+S)을 입사하여, 흑색바탕 이외의 화살표로 나타내고 있는 바와같이 각 프리즘에서 예를 들면 P파만이 출사되도록 구성되어 있다.
프리즘(200)(200a, 200b, 200c, 200d)의 출사측의 경사면에는, 예를 들면 S파를 반사하여 P파를 투과하는 PBS(103a, 103b, 103c, 103d)가 배치되고, 이 PBS(103)를 통과한 P파는 프리즘(100)(100a, 100b, 100c, 100d)의 전면에서 전편으로 출사된다. 또 프리즘(200)에 있어서 PBS(103)에 대향하는 경사면에는, PBS(103)에서 반사된 S파를 전편으로 반사하는 미러(104)(104a, 104b, 104c, 104d)가 배치되어 있다. 또한 프리즘(200)의 전면에는 1/λ판(105)(105a, 105b, 105c, 105d)이 배치되어 있고, PBS(103)에서 반사한 S파를 편광면을 회전하여 P파로 변환하고 전편으로 출사하도록 하고 있다.
즉, 프리즘(200)이 광학블록(101)의 입사부분을 구성하고, 프리즘(200)에 입사한 광속이 PBS(103)나 1/λ판(105)을 거쳐서 분리 또는 편광되어 프리즘(100 및 200)에서 전편으로 P파가 출사되게 된다. 따라서 프리즘(200)은 제 1멀티렌즈 어레이(112)에 형성되는 볼록렌즈(112a)의 수에 대응하여 형성하도록 하고 있다.
이와같이 각 프리즘, PBS, 미러 등에 의해 광학블록(101)을 구성함으로써, 입사한 랜덤편광(P+S파)의 광속을 P파로 변환하여 출사할 수 있는 동시에, 입사측, 출사측의 면적을 동일하게 할 수 있게 된다. 또 종래부터도 박형의 구조로 할 수 있으므로 광학블록(101)을 배치하는 장소의 스페이스 절약화가 가능하게 된다.
그리고, 이와같은 광학블록(101)을 도 18에 나타내는 바와같이 제 1멀티렌즈 어레이(112)와 제 2멀티렌즈 어레이(113)의 사이에 배치함으로써, 도 15에 나타낸 광학계를 구성할 수 있다.
본 발명은, 예를 들면 액정패널 등의 표시디바이스에 대하여 효율좋게 빛을 조사하고, 또한 소형화를 도모하는 광학블록과 표시장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 액정프로젝터장치에 이용되는 광학블록의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 광학블록의 광로를 설명하는 도면이다.
도 3은 광학블록의 다른 실시형태를 나타내는 외관 사시도이다.
도 4는 도 3의 광학블록의 광로를 설명하는 도면이다.
도 5는 광학블록의 또 다른 실시형태의 광로를 설명하는 도면이다.
도 6은 광학블록의 별도의 실시형태의 광로를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시형태의 액정프로젝터장치의 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 광학계에 있어서의 멀티렌즈 어레이와 광학블록의 광로를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시형태의 액정프로젝터장치의 광학계의 다른 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 프리즘을 이용한 광학블록에 도 3 및 도 4의 구성을 적용한 경우를 설명하는 도면이다.
도 11은 프리즘을 이용한 광학블록에 도 5의 구성을 적용한 경우를 설명하는 도면이다.
도 12는 종래의 광학수단인 광학블록의 구성 및 광로를 설명하는 도면이다.
도 13은 종래의 광학수단인 멀티렌즈 어레이를 이용한 경우의 광로를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 종래의 광학수단인 광학블록과 멀티렌즈 어레이를 조합하여 이용한 경우의 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 프리즘을 이용한 광학블록을 배치한 액정프로젝터장치의 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 16은 도 15에 나타내는 광학계에 이용되는 편광 빔스플리터와 반사수단 및 편광 빔스플리터의 제 1편광성분의 출사측에 프리즘을 가지는 광학블록의 도면이다.
도 17은 도 16에 나타내는 광학블록의 광로를 설명하는 도면이다.
도 18은 도 16에 나타내는 광학블록과 멀티렌즈 어레이와의 배치를 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1. 광학블록 2. 기판
3a,3b,3c,3d,3R,3L. PBS 5a,5b,5c,5d,5R,5L. 1/2λ판
6. 광학블록 7a,7b,7c,7d,7R,7L. 편광미러부
7A. 미러층 7B. 편광층
10. 광원 10a. 메탈 할라이드램프
11. IR-UV컷필터 12. 제 1멀티렌즈 어레이
12a. 볼록렌즈 13. 제 2멀티렌즈 어레이
13a,3b,13c,13d,13e,13f,13g,13h. 볼록렌즈
13X. 콘덴서렌즈 14. 다이크로익미러
15. 미러 16. 콘덴서렌즈
17. 액정패널 18. 크로스 다이크로익프리즘
18a,18b. 반사면 19. 다이크로익미러
20. 콘덴서렌즈 110a. 메탈 할라이드램프
111. IR-UV컷필터 112. 제 1멀티렌즈 어레이
112a. 볼록렌즈 113. 제 2멀티렌즈 어레이
1123a. 볼록렌즈 114. 다이크로익미러
115. 미러 116. 콘덴서렌즈
117. 액정패널 118. 크로스 다이크로익프리즘
118a,118b. 반사면 119. 다이크로익미러
120. 콘덴서렌즈 121. 액정패널
122. 릴레이렌즈 123. 릴레이렌즈
124a,124b. 미러 125. 콘덴서렌즈
126. 액정패널 130. 투사렌즈
200,200a,200b,200c,200d 프리즘 P. P파
S. S파 R. 적색광
G. 녹색광 B. 청색광
본 발명은, 예를 들면 액정패널 등의 표시디바이스에 대하여 효율좋게 빛을 조사하고, 또한 소형화를 도모하는 광학블록과 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 기판과 광원에서 조사되는 빛에 대하여 소정의 각도로 기판상에 설치되고, 광원에서 조사된 빛중 제 1편광분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 광원에서 조사된 빛중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 편광빔스플리터와, 기판상에 설치되어 반사된 제 2편광성분의 빛을 제 1방향으로 반사하는 반사수단과, 기판상에 설치되어 제 1방향으로 반사된 제 2편광분의 빛의 편광면을 회전하는 편광면 회전수단과를 갖는 광학블록을 구성한다.
또, 상기 광학블록을 이용하여 빛을 조사하는 광원과, 광원에서 조사된 빛이 입사되는 제 1멀티렌즈 어레이와, 제 1멀티렌즈 어레이로부터의 출사광에 대하여 설치된 상기 광학블록과, 이 광학블록으로부터의 출사광이 입사되는 제 2멀티렌즈 어레이와, 이 제 2멀티렌즈 어레이의 출사광에 의거하여 적색광과 녹색광과 청색광으로 분리하는 분리수단과, 분리된 적색광과 녹색광과 청색광에 의거하여, 영사하는 영상을 구성하는 영상신호에 대응한 변조적색광과 변조녹색광과 변조청색광과를 각각 생성하는 광변조수단과, 이 광변조수단에서 출력된 변조적색광과 변조녹색광과 변조청색광과를 합성하고, 합성변조광을 출사하는 출사수단과를 갖는 표시장치를 구성한다.
또, 상기 광학블록을 이용하여 빛을 조사하는 광원과, 광원에서 조사된 빛이 입사되는 제 1멀티렌즈 어레이와, 제 1멀티렌즈 어레이로부터의 출사광이 입사되는 제 2멀티렌즈 어레이와, 제 2멀티렌즈 어레이의 출사광에 대하여 상기 광학블록이 설치되고, 이 광학블록으로부터의 출사광에 의거하여 적색광과 녹색광과 청색광으로 분리하는 분리수단과, 분리된 적색광과 녹색광과 청색광에 의거하여, 영사하는 영상을 구성하는 영상신호에 대응한 변조적색광과 변조녹색광과 변조청색광과를 각각 생성하는 광변조수단과, 이 광변조수단에서 출력된 변조적색광과 변조녹색광과 변조청색광과를 합성하고, 합성변조광을 출사하는 출사수단과를 갖는 표시장치를 구성한다.
상술의 본 발명의 광학블록 및 표시장치의 구성에 의하면, 광학블록의 입사측 및 출사측을 광원의 개구와 거의 동등의 크기로 형성할 수 있는 동시에, 광학블록을 박형으로 구성할 수 있으므로 스페이스절약화 및 경량화를 도모할 수 있다. 또, 광학블록의 출사측이 광원의 개구와 동등의 크기로 형성됨으로써, 표시장치에 있어서 광원에서 액정패널 등에의 광로거리를 짧게할 수 있다.
또 본 발명은, 광원에서 조사되는 빛에 대하여 제 1각도를 가지며, 광원에서 조사된 빛중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 광원에서 조사된 빛중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 제 1편광 빔스플리터와, 제 1각도를 가지며 반사된 제 2편광성분의 빛을 제 1방향으로 반사하는 제 1반사수단과, 제 1방향에 대하여 대략 수직이 되는 제 2각도를 가지며, 제 1방향으로 반사된 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 제 1편광면 회전수단과를 갖는 제 1광학블록과, 광원에서 조사된 빛의 광축에 대하여 제 1편광 빔스플리터와 대칭이 되는 제 3각도를 가지며, 광원에서 조사된 빛중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 광원에서 조사된 빛중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 제 2편광 빔스플리터와, 제 3각도로 설치되어 반사된 제 2편광성분의 빛을 제 1방향으로 반사하는 제 2반사수단과, 상기 제 2각도로 설치되어 제 1방향으로 반사된 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 제 2편광면 회전수단과를 갖는 제 2광학블록과를 갖는 광학블록 및 이 광학블록과 제 1 및 제 2멀티렌즈 어레이를 이용한 표시장치를 구성한다.
상술의 본 발명의 광학블록 및 표시장치의 구성에 의하면, 광원에서 조사된 빛의 광축에 대하여 서로 대칭한 제 1광학블록 및 제 2광학블록을 가지고 광학블록을 구성함으로써, 광학블록에의 입사각에 의한 편광빔스플리터의 분리특성의 차이를 광축의 양측에서 서로 캔슬할 수 있다.
또 본 발명은, 광원에서 조사된 빛에 대하여 소정각의 각도를 가지며, 광원에서 조사된 빛중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 광원에서 조사된 빛중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 편광빔스플리터와, 반사된 제 2편광성분의 빛을 제 1방향으로 반사하는 반사층과, 이 반사층의 상층에 형성되어 제 2편광성분의 빛을 편광면으로 회전하는 편광면 회전층과를 가지는 반사편광수단과를 가지는 광학블록 및 이 광학블록과 제 1 및 제 2멀티렌즈 어레이를 이용한 표시장치를 구성한다.
상술의 본 발명의 구성에 의하면, 반사층의 상층에 편광면 회전층이 형성됨으로써, 광학블록에 형성되는 부품개수의 삭제 또는 광학블록 제조공정의 간략화를 도모할 수 있다.
본 발명을 보다 상세히 기술하기 위해, 이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 광학블록과 표시장치의 실시의 형태를 설명한다.
먼저 도 7에 따라, 본 실시의 형태의 표시장치가 이용되는 액정프로젝터장치의 광학계에 대하여 설명한다.
도 7에 있어서, 광원(10)은 방물거울의 초점위치에 예를 들면 메탈 할라이드램프(10a)가 배치되어 있고, 방물거울의 광축에 거의 평행의 빛이 그 개구에서 출사된다. 그리고 광원(10)에서 출사된 빛중에서, 적외영역 및 자외영역의 불필요한 광선은 IR-UV컷필터(11)에 의해 차단되어 유효한 광선만이 전편의 광학수단에 인도되게 된다.
이 광학수단은, 광공간 변조소자인 액정패널(17, 21, 26)의 유효개구의 애스펙트비와 거의 비등한 상사형을 한 외형을 갖는, 복수의 볼록렌즈(12a, 12a, 12a…)가 매트릭스 배열되어 있는 제 1멀티렌즈 어레이(12), 소정의 광학부품에 의해 구성되어 있는 광학블록(1), 이 광학블록의 후단에 배치되어 볼록렌즈(13a, 13a, 13a…)가 형성되어 있는 제 2멀티렌즈 어레이(13)에 의해 구성되어 있다.
광학블록(1)은, PBS, 미러, 1/2λ판 등의 광학부품이 기판 등에 장착되고, 입사한 빛을 공간전송한다. 그리고 후에 도 1, 도 2에서 상세히 설명하도록 제 1멀티렌즈 어레이(12)에 의해 수속한 P+S파의 빛이 소정의 PBS에 입사하여, 본 실시의 형태에서는 예를 들면 P파에 편광되고, 또한 제 2멀티렌즈 어레이(13), 다이크로익미러 등의 각종 광학소자를 거쳐서 RGB 각 색광으로 분광되어 액정패널에 조사된다.
즉, 제 1멀티렌즈 어레이(12), 제 2멀티렌즈 어레이(13) 및 광학블록(1)을 배치함으로써, IR-UV컷필터(11)를 통과한 광원(10)의 빛이 P파에 편광되어, 효율좋고 또한 균일하게 액정패널(17, 21, 26)의 유효개구에 조사할 수 있다.
광학블록(1)의 후단에 배치되는 제 2멀티렌즈 어레이(13)는, 광학블록(1)과의 대향면, 즉 입사측에는 복수의 볼록렌즈(13a)형성되어, 출사측으로 되는 액정패널측은 콘덴서렌즈(13X)로 되어 있는 1개의 볼록면으로 형성되어 있다.
제 2멀티렌즈 어레이(13)와 액정패널의 유효개구사이에는, 광원(10)에서 출사된 빛을 적, 녹, 청의 각 색으로 분해하는 다이크로익미러(14, 19)가 배치되어 있다.
도 7에 나타내는 형태에 있어서는, 먼저 다이크로익미러(14)로 적색광(R)을 반사하고, 녹색광(G) 및 청색광(B)을 투과시키고 있다. 이 다이크로익미러(14)로 반사된 적색광(R)은 미러(15)에 의해 진행방향을 90°구부러져서 콘덴서렌즈(16)로 수속되어 적색용 액정패널(17)에 입사한다.
한편, 다이크로익미러(14)를 투과한 녹색광(G) 및 청색광(B)은 다이크로익미러(19)에 의해 분리되게 된다. 즉, 녹색광(G)은 반사되어서 진행방향을 90°구부러져서 콘덴서렌즈(20)를 거쳐서 녹색용 액정패널(21)에 인도된다. 그리고 청색광(B)은 다이크로익미러(19)를 투과하여 직진하고, 릴레이렌즈(22), 릴레이렌즈(23), 미러(24b), 콘덴서렌즈(25)를 거쳐서 청색용 액정패널(26)에 인도된다.
액정패널(17, 21, 26)의 전단에는 입사한 빛의 편광방향을 일정방향으로 가지런히 하기 위한 편광판이, 또 후단에는 출사한 빛의 소정의 편광면을 갖는 빛만 투과하는 편광판(도시생략)이 배치되고, 액정을 구동하는 회로(도시생략)의 전압에 의해 빛의 강도를 변조하도록 구성되어 있다.
그리고, 액정패널(17, 21, 26)에서 광변조된 각 색의 빛은, 광합성수단으로서의 크로스 다이크로익프리즘(18)에 의해 합성되게 된다. 이 크로스 다이크로익프리즘(18)은 상술의 도 13에 나타낸 다이크로익프리즘(58)과 동등의 구성이며, 적색광(R)은 반사면(18a)에서, 또 청색광(B)은 반사면(18b)에서 투사렌즈(30)가 배치되어 있는 방향으로 반사된다. 그리고 녹색광(G)이 반사면(18a, 18b)을 투과하는 것으로, RGB 각 색광이 하나의 광축에 합성되어 투사렌즈(30)에 의해 도시되어 있지 않은 스크린에 확대투영되게 된다.
다음에 도 1, 도 2에 따라 광학블록(1)의 구성에 대하여 설명한다.
도 1은 광학블록(1)의 외관을 전편에서 나타내는 사시도, 도 2는 광학블록(1)의 일부를 모식적으로 나타내고, 광원(10)에서 입사한 빛의 광로를 설명하는 도면이다.
광학블록(1)은, 기판(2)상에 각설되어 있는 홈에 대하여 PBS(3)(3a, 3b, 3c, 3d), 미러(4)(4a, 4b, 4c, 4d) 및 1/2λ판(5)(5a, 5b, 5c, 5d) 등의 광학부품이 장착되어서 구성되어 있다. PBS(3)는 유리판에 예를 들면 TiO2 등을 표면증착함으로써 형성되고, 빛의 입사방향에 대하여 소정의 각도로 기판(2)에 압입장착되어 있다. 그리고 본 실시의 형태에서는 P판을 투과하여 S파를 반사한다. 미러(4)는 직사각형의 유리판에 예를 들면 알루미나 유전체 다층막 등을 표면증착함으로써 입사한 빛을 반사할 수 있도록 되어 있다. 그리고 PBS(3)에서 반사한 S파를 출사측에 반사하는 각도로 기판(2)에 장착되어 있다. 1/2λ판(5)은 직사각형의 유리판에 예를 들면 폴리카보네이트, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 테레프탈레이트필름을 일축연신한 1/2위상차 필름을 첩부하여 형성되어 있다. 그리고 미러(4)에서 반사된 S파를 입사하는 위치에 장착되어, P파에 편광하여 출사한다.
이와같이 PBS(3), 미러(4), 1/2λ판(5) 등에 의해 광학블록(1)을 구성함으로써, 입사한 P+S파의 빛을 편광하여 P파만을 출사할 수 있는 동시에, 입사측, 출사측의 면적을 거의 동일하게 할 수 있게 된다. 또 종래보다도 박형의 구조로 할 수 있으므로 광학블록(1)을 배치하는 장소의 스페이스 절약화가 가능하게 된다. 또 프리즘을 이용하지 않으므로, 경량화를 도모할 수 있는 동시에 재료코스트를 저감할 수 있다.
그런데, 광원(10)의 메탈 할라이드램프(10a)에서 출사된 빛은, 광축방향에 대하여 대략 평행한 빛이 출사된다. 따라서 제 1멀티렌즈 어레이(12)를 거쳐서 수속한 빛은, 제 2멀티렌즈 어레이(13)상에는 광축을 중심으로서 전극상(아크상)이 방사형으로 투영되게 된다. 그래서 제 2멀티렌즈 어레이(13)의 볼록렌즈(13a)를 제 1멀티렌즈 어레이(12)의 볼록렌즈(12a)에 대응시켜서 구성하는 경우에는, 볼록렌즈(12a)의 장변방향(수평방향)에 대하여 수직으로 분할하고, 또한 볼록렌즈(13a)를 장변과 단변의 길이의 차이가 적게되도록 애스펙트비가 1 : 1에 가깝게 되도록 형성하는 것으로, 빛의 이용효율을 향상할 수 있게 된다.
예를 들면, 액정패널의 유효개구가 16 : 9의 애스펙트비로 되어 있는 경우는, 볼록렌즈(12a)도 이것에 따라서 예를 들면 16 : 9의 애스펙트비로 형성되어 있으므로, 볼록렌즈(13a)는 예를 들면 8 : 9의 애스펙트비로 형성한다.
그리고, 제 1멀티렌즈 어레이(12)의 볼록렌즈(12a) 및 제 2멀티렌즈 어레이(13)의 볼록렌즈(13a)는, 긴쪽방향으로 향해서 늘어세운 구성으로 된다.
또, 광학블록(1)상에 장착되는 PBS(3), 미러(4), 1/2λ판(5)의 장착방향은, 제 1멀티렌즈 어레이(12)에 형성되는 볼록렌즈(12a)의 장변방향과 평행한 방향, 즉 도 1에 나타내어 있는 바와같이 수평방향으로 병치하여 기판상에 설치되게 된다.
여기서 도 8에 따라 제 1멀티렌즈 어레이(12), 광학블록(1), 제 2멀티렌즈 어레이(13)에 의해 집광하는 광로를 설명한다. 또한 이 도면에는 광원(10)은 표시되어 있지 않다. 또 이 도면에 나타내는 제 2멀티렌즈 어레이(13)는 출사측의 1개의 볼록렌즈를 생략하고 있다. 볼록렌즈(13a∼13h)가 연접한 구성으로 되어 있다. 이 경우, 제 2멀티렌즈 어레이(13)의 출사측에 콘덴서렌즈(도시생략)를 배치하면 좋다.
광원(10)(도시생략)에서 출사한 빛은 제 1멀티렌즈 어레이(12)의 각 볼록렌즈(12a, 12a, 12a, 12a)에 의해 수속하고, 각각의 빛은 광학블록(1)의 PBS(3)(3a, 3b, 3c, 3d)에 입사한다. 그리고 광학블록(1)에서는 앞의 도 2에서 설명한 바와같이, PBS(3)를 투과한 P파 및 PBS(3)에서 반사한 후에 미러(4)를 거쳐서 1/2λ판(5)에서 편광된 P파가 출사된다.
그리고, 광학블록(1)에서 출사한 P파의 빛은, 제 2멀티렌즈 어레이(13)(13a, 13b … 13h)에 형성되는 볼록렌즈에 입사한다.
상술의 실시의 형태에 있어서는, 제 1멀티렌즈 어레이(12)와 제 2멀티렌즈 어레이(13)와의 사이에 광학블록(1)을 배치하였으나, 도 9에 나타내는 바와같이 광원(10)측에서 제 1멀티렌즈 어레이(12), 제 2멀티렌즈 어레이(13)를 배치한 후단에 광학블록(1)을 설치하도록 하여도 좋다.
이때, 제 2멀티렌즈 어레이(13)의 볼록렌즈(13a)를 제 1멀티렌즈 어레이(12)의 볼록렌즈(12a)에 대응시켜서 형성하는 경우에는, 제 2멀티렌즈 어레이(13)의 볼록렌즈(13a)를 제 1멀티렌즈 어레이(12)의 볼록렌즈(12a)와 동수가 되도록 형성한다.
예를 들면, 액정패널의 유효개구가 16 : 9의 애스펙트비로 되어 있는 경우는, 볼록렌즈(12a)도 이것에 따라서 예를 들면 16 : 9의 애스펙트비로 형성되어 있으므로, 볼록렌즈(13a)도 예를 들면 16 : 9의 애스펙트비로 형성한다.
또 도 7에 있어서는, 제 2멀티렌즈 어레이(13)의 볼록렌즈(13a)의 후단에 콘덴서렌즈(13X)가 설치되었으나, 이 도 9의 경우에는 제 2멀티렌즈 어레이(13)의 후단에 배치된 광학블록(1)의 후단에 콘덴서렌즈(13X)가 설치되고, 이 콘덴서렌즈(13X)에 의해 광학블록(1)으로부터의 출사광을 액정패널에 집광하게 된다.
광학블록(1)을 통과한 빛중, PBS(3)를 투과한 빛과 PBS(3)에 의해 반사한 빛은 광로길이의 차이가 생겨 있기 때문에, 후단의 콘덴서렌즈에 의한 집광위치에 차이가 생기기도 한다. 그래서 상술과 같이 제 2멀티렌즈 어레이(13)를 광학블록(1)의 전단에 설치한다. 그렇게 하면, 제 1멀티렌즈 어레이(12)와 제 2멀티렌즈 어레이(13)의 각 렌즈가 같은 경우, 광학블록(1)에 입사하는 빛의 주광선이 평행광이 되므로, PBS(3)를 투과한 빛과 PBS(3)에 의해 반사한 빛은 광로길이에 차이가 있어도 집광위치에 차이가 생기지 않는다.
다음에, 광학블록(1)의 다른 실시의 형태를 설명한다.
도 3은 광학블록(6)의 외관을 전편에서 나타내는 사시도, 도 4는 광학블록(6)의 일부구성을 모식적으로 나타내고, 광원(10)에서 입사한 빛의 광로를 설명하는 평면도이다.
도 3 및 도 4에 표시되어 있는 광학블록(6)은 광학블록(1)과 동일하게 기판(2)상에 PBS(3)(3a, 3b, 3c, 3d)가 장착되어, 입사한 P+S파를 P파와 S파로 분리한다. 그리고 광학블록(1)과 동일하게 P파는 이 PBS(3)를 투과하고, S파는 반사되어서 편광반사수단으로 되어 있는 편광미러부(7)(7a, 7b, 7c, 7d)에 도달한다.
편광미러부(7)는 도 4에 나타내어 있는 바와같이, 직사각형의 유리판상에 반사층으로서 미러층(7A)이 형성되고, 그 상층에는 편광면 회전층으로서 1/4위상차 필름을 첩부하여 이루는 편광층(7B)이 형성되어 있다. 즉 PBS(3)에서 반사된 S파는 편광미러부(7)에 있어서, 먼저 편광층(7B)에 입사하여 편광면이 원편광되어 미러층(7A)에 도달하고, 여기서 출사측에 반사된다. 그리고 재차 편광층(7B)을 투과함으로써 다시 편광면이 직선편광화되고, 그 결과 편광면이 90°회전편광됨으로써, P파로서 출사측에 출사하게 된다.
이 실시의 형태의 경우에는, 기판(2)상에 장착하는 부품개수를 삭감할 수 있게 된다.
또한, 이 반사층의 상층에 편광면 회전층을 형성하는 구성은, 도 16 및 도 17에 나타낸 프리즘을 이용한 광학블록(101)의 구성에도 적용할 수 있다.
도 10에 광학블록(101)의 일부 구성을 모식적으로 나타내는 바와같이, 프리즘(200)(200a, 200b, 200c, 200d)의 출사측의 경사면에, 예를 들면 S파를 반사하여 P파를 투과하는 PBS(103)(103a, 103b, 103c, 103d)를 형성하고, 프리즘(200)에 있어서 PBS(103)에 대향하는 경사면에는, PBS(103)에서 반사된 S파를 전편으로 반사하는 반사층으로서 미러층(107)(107a, 107b, 107c, 107d)이 배치되고, 다시 그 상층의 프리즘(200)측에는, 편광면 회전층으로서 예를 들면 1/4위상차 필름을 첩부하여 형성한 편광층(108)(108a, 108b, 108c, 108d)이 배치된다. 그리고, PBS(103)에서 반사한 S파는, 먼저 편광층(108)에 입사하여 편광면이 원편광되어 미러층(107)에 도달하고, 여기서 출사측에 반사된다. 그리고 재차 편광층(108)을 투과함으로써 다시 편광면이 직선편광화되고, 그 결과 편광면이 90°회전편광되어서, P파로서 프리즘(200)에서 전편으로 출사하게 된다.
이 경우, 프리즘(200 및 100)에 반사면 등을 형성하는 면의 수가 감소하기 때문에, 제조공정이 간략화된다.
그런데, PBS(3)의 분리특성은 입사각도에 의존하기 때문에, 동일한 각도로 빛을 입사하는 것이 소망스럽다. 그러나 앞의 도 1 내지 도 4에서 설명한 광학블록(1, 6)은 PBS(3)(3a, 3b, 3c, 3d)를 같은 방향으로 장착하고 있으므로, 우단과 좌단에서는 빛의 입사각도가 다르고, 이것에 수반하여 PBS(3)의 분리특성도 다르게 된다. 따라서, 이 특성이 그대로 화상상에 나타나고, 좌우방향의 색얼룩 등의 현상이 발생하는 경우가 있다.
그래서, 예를 들면 도 5, 도 6에 각각 도 2 및 도 4에 대응한 광학블록의 구성을 나타내는 것같이, 일점쇄선으로 나타내고 있는 관축에서 좌우대칭이 되도록 PBS(3L, 3R)를 출사측으로 향해서 대략 八자형으로 배치한다. 이와같이 PBS(3L, 3R)를 배치함으로써, 이것에 대응하여 도 5에 나타내는 미러(4L, 4R), 도 6에 나타내는 편광회전층을 설치한 미러부(7L, 7R)도 대략 八자형이 되도록 장착한다.
이와같이 구성함으로써, 광축에서 등거리에 장착되어 있는 PBS(3L, 3R)에 대해서는 같은 각도로 빛이 입사하게 되고, 입사각도 의존성을 캔슬할 수 있고, 화상에 나타나는 색얼룩을 저감할 수 있다.
또, 이 광축에 대칭으로 광학블록의 PBS 및 반사면을 형성하는 구성도, 도 16 및 도 17에 나타낸 프리즘을 이용한 광학블록(101)의 구성에도 적용할 수 있다.
도 11에 광학블록(101) 및 전단 및 후단의 멀티렌즈 어레이(112, 113)의 구성을 나타내는 바와같이, 평행사변형의 프리즘(200)(200a, 200b, 200c, 200d) 및 삼각형의 프리즘(100)(100a, 100b, 100c, 100d)을 쇄선으로 나타내는 광축에 대하여 대칭으로 배치한다.
이것에 의해 제 1멀티렌즈 어레이(112)에서 광학블록(101)에 입사하는 빛이, 광축의 양측에서 같은 각도로 입사하게 되고, 입사각도 의존성을 캔슬시킬 수 있기 때문에, 동일하게 화상에 나타나는 색얼룩을 저감하는 효과를 얻을 수 있다.
상술의 도 4, 도 5, 도 6, 도 10, 도 11, 기타 등으로 설명한 각 다른 실시형태에 관련되는 광학블록은, 도 7 및 도 9에 나타내는 각각의 액정프로젝터장치의 광학블록에 적용된다.
또 상술의 실시형태에 있어서는, 본 발명을 3판식 투사형의 액정프로젝터장치에 적용하여 설명하였으나, 본 발명은 이 외에도 예를 들면 단판식 투사형의 액정프로젝터장치나, 3D(3Dimension)방식의 액정프로젝터장치, 또는 레이저광의 편광고효율 변환광학계 등에 적용하여도 좋다.
상술과 같이 본 발명에 의하면, 광학블록의 입사측 및 출사측을 광원의 개구와 동등의 크기로 형성할 수 있고, 광학블록을 박형으로 구성할 수 있으므로 스페이스 절약화 및 경량화를 도모할 수 있다. 또한 프리즘을 생략함으로써 코스트다운을 실현할 수 있다.
또한, 광학블록의 입사측 및 출사측을 광원의 개구와 동등의 크기로 형성할 수 있으므로, 광원에서 액정패널 등에의 광로거리를 짧게할 수 있으므로, 장치자체의 소형화를 도모할 수 있다.
또, 광학블록내에서 반사층의 상층에 편광면 회전층을 겹쳐서 형성하였을 때에는, 부품개수의 저감이나 제조공정의 간략화를 도모할 수 있다.
또, 광학블록내의 각 부품의 배치를 입사광의 광축에 대칭으로 배치하였을 때에는, 입사각도 의존성을 캔슬하여 화상의 색얼룩을 저감할 수 있다.
Claims (24)
- 기판과,광원에서 조사되는 빛에 대하여 소정의 각도로 상기 기판상에 설치되고, 상기 광원에서 조사된 빛중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 광원에서 조사된 빛중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 편광 빔스플리터와,상기 기판상에 설치되고, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 반사수단과,상기 기판상에 설치되고, 상기 제 1방향으로 반사된 상기 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 편광면 회전수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 제 1항에 있어서,상기 편광면 회전수단은, 1/2λ판인 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 제 1항에 있어서,상기 편광 빔스플리터는, 직사각형의 유리판의 표면에 TiO2를 증착하여 이루는 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 제 1항에 있어서,상기 편광면 회전수단은, 직사각형의 유리판의 표면에 위상차필름이 첩부되어 이루는 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 제 1항에 있어서,복수의 대략 직사각형태의 렌즈의 긴쪽방향을 모두 소정의 방향으로 향해서 늘어세운 구성의 멀티렌즈 어레이를 또한 가지며,상기 편광 빔스플리터는, 상기 소정의 방향에 대하여 각도를 가지게함으로써, 상기 소정각으로 상기 기판에 설치되는 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 빛을 조사하는 광원과,상기 광원에서 조사된 빛이 입사되는 제 1멀티렌즈 어레이와,상기 제 1멀티렌즈 어레이의 출사광에 대하여 소정각의 각도를 가지며, 상기 출사광중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 출사광중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 편광 빔스플리터와, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 반사수단과, 상기 제 1방향으로 반사된 상기 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 편광면 회전수단과를 기판상에 가지는 광학블록과,상기 광학블록으로부터의 출사광이 입사되는 제 2멀티렌즈 어레이와,상기 제 2멀티렌즈 어레이의 출사광에 의거해서 적색광과 녹색광과 청색광으로 분리하는 분리수단과,상기 분리된 적색광과 녹색광과 청색광에 의거해서, 영사하는 영상을 구성하는 영상신호에 대응한 변조적색광과 변조녹색광과 변조청색광과를 각각 생성하는 광변조수단과,상기 광변조수단에서 출력된 상기 변조적색광과 상기 변조녹색광과 상기 변조청색광과를 합성하고, 합성변조광을 출사하는 출사수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 빛을 조사하는 광원과,상기 광원에서 조사된 빛이 입사되는 제 1멀티렌즈 어레이와,상기 제 1멀티렌즈 어레이로부터의 출사광이 입사되는 제 1멀티렌즈 어레이와,상기 제 2멀티렌즈 어레이의 출사광에 대하여 소정각의 각도를 가지며, 상기 출사광중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 출사광중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 편광 빔스플리터와, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 반사수단과, 상기 제 1방향으로 반사된 상기 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 편광면 회전수단과를 기판상에 가지는 광학블록과,상기 광학블록으로부터의 출사광에 의거하여 적색광과 녹색광과 청색광으로 분리하는 분리수단과,상기 분리된 적색광과 녹색광과 청색광에 의거해서, 영사하는 영상을 구성하는 영상신호에 대응한 변조적색광과 변조녹색광과 변조청색광과를 각각 생성하는 광변조수단과,상기 광변조수단에서 출력된 상기 변조적색광과 상기 변조녹색광과 상기 변조청색광과를 합성하고, 합성변조광을 출사하는 출사수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 광원에서 조사된 빛에 대하여 제 1각도를 가지며, 상기 광원에서 조사된 빛중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 광원에서 조사된 빛중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 제 1편광 빔스플리터와, 상기 제 1각도를 가지며, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 제 1반사수단과, 상기 제 1방향에 대하여 대략 수직이 되는 제 1각도를 가지며, 상기 제 1방향으로 반사된 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 제 1편광면 회전수단과를 가지는 제 1광학블록과,상기 광원에서 조사된 빛의 광축에 대하여 상기 제 1편광 빔스플리터와 대칭이 되는 제 3각도를 가지며, 상기 광원에서 조사된 빛중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 광원에서 조사된 빛중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 제 2편광 빔스플리터와, 상기 제 3각도로 설치되고, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 제 2반사수단과, 상기 제 2각도로 설치되고, 상기 제 1방향으로 반사된 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 제 2편광면 회전수단과를 가지는 제 2광학블록과를 가지는 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 제 8항에 있어서,상기 제 2편광면 회전수단은 1/2λ판인 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 빛을 조사하는 광원과,상기 광원에서 조사된 빛이 입사되는 제 1멀티렌즈 어레이와,상기 제 1멀티렌즈 어레이로부터의 출사광에 대하여 제 1각도를 가지며, 상기 출사광중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 출사광중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 제 1편광 빔스플리터와, 상기 제 1각도를 가지며, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 제 1반사수단과, 상기 제 1방향에 대하여 대략 수직이 되는 제 2각도를 가지며, 상기 제 1방향으로 반사된 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 제 1편광면 회전수단과를 가지는 제 1광학블록과,상기 광원에서 조사된 빛의 광축에 대하여 상기 제 1편광 빔스플리터와 대칭이 되는 제 3각도를 가지며, 상기 제 1멀티렌즈 어레이로부터의 출사광중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 출사광중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 제 2편광 빔스플리터와, 상기 제 3각도로 설치되고, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 제 2반사수단과, 상기 제 2각도로 설치되고, 상기 제 1방향으로 반사된 제 2편광성분의 빛의 평광면을 회전하는 제 2편광면 회전수단과를 가지는 제 2광학블록과,상기 제 1광학블록 및 상기 제 2광학블록으로부터의 출사광이 입사되는 제 2멀티렌즈 어레이와,상기 제 2멀티렌즈 어레이의 출사광에 의거해서 적색광과 녹색광과 청색광으로 분리하는 분리수단과,상기 분리된 적색광과 녹색광과 청색광에 의거해서, 영사하는 영상을 구성하는 영상신호에 대응한 변조적색광과 변조녹색광과 변조청색광과를 각각 생성하는 광변조수단과,상기 광변조수단에서 출력된 상기 변조적색광과 상기 변조녹색광과 상기 변조청색광과를 합성하고, 합성변조광을 출사하는 출사수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 빛을 조사하는 광원과,상기 광원에서 조사된 빛이 입사되는 제 1멀티렌즈 어레이와,상기 제 1멀티렌즈 어레이로부터의 출사광이 입사되는 제 2멀티렌즈 어레이와,상기 제 2멀티렌즈 어레이로부터의 출사광에 대하여 제 1각도를 가지며, 상기 출사광중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 출사광중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 제 1편광 빔스플리터와, 상기 제 1각도를 가지며, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 제 1반사수단과, 상기 제 1방향에 대하여 대략 수직이 되는 제 2각도를 가지며, 상기 제 1방향으로 반사된 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 제 1편광면 회전수단과를 가지는 제 1광학블록과,상기 광원에서 조사된 빛의 광축에 대하여 상기 제 1편광 빔스플리터와 대칭이 되는 제 3각도를 가지며, 상기 제 2멀티렌즈 어레이로부터의 출사광중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 출사광중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 제 2편광 빔스플리터와 상기 제 3각도로 설치되고, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 제 2반사수단과, 상기 제 2각도로 설치되고, 상기 제 1방향으로 반사된 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 제 2편광면 회전수단과를 가지는 제 2광학블록과,상기 제 1광학블록 및 상기 제 2광학블록으로부터의 출사광에 의거하여 적색광과 녹색광과 청색광에 의거해서, 영사하는 영상을 구성하는 영상신호에 대응한 변조적색광과 변조녹색광과 변조청색광과를 각각 생성하는 광변조수단과,상기 광변조수단에서 출력된 상기 변조적색광과 상기 변조녹색광과 상기 변조청색광과를 합성하고, 합성변조광을 출사하는 출사수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 광원에서 빛을 조사되는 빛에 대하여 소정각의 각도를 가지며, 상기 광원에서 조사된 빛중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 광원에서 조사된 빛중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 편광 빔스플리터와,상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 반사층과, 상기 반사층의 상층에 형성되고, 상기 제 2편광성분의 빛을 편광면으로 회전하는 편광면 회전층과를 가지는 반사편광수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 제 12항에 있어서,상기 편광면 회전층은, 1/4λ위상차 필름인 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 제 12항에 있어서,복수의 대략 직사각형의 렌즈의 긴쪽방향을 모두 소정의 방향으로 향해서 늘어세운 구성의 멀티렌즈어레이를 가지며,상기 편광 빔스플리터는, 상기 소정의 방향에 대하여 각도를 가지게 함으로써, 상기 소정각으로 상기 기판에 설치되는 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 제 12항에 있어서,상기 광학블록은 또한 프리즘을 가지며, 상기 프리즘표면에 상기 편광 빔스플리터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 제 12항에 있어서,상기 광학블록은 또한 프리즘을 가지며, 상기 프리즘표면에 상기 반사수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 빛을 조사하는 광원과,상기 광원에서 조사된 빛이 입사되는 제 1멀티렌즈 어레이와,상기 제 1멀티렌즈 어레이로부터의 출사광에 대하여 소정각의 각도를 가지며, 상기 출사광중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 출사광중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 편광 빔스플리터와, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 반사층과, 상기 반사층의 상층에 형성되어 상기 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 편광면 회전층과를 가지는 반사편광수단과를 가지는 광학블록과,상기 광학블록으로 부터의 출사광이 입사되는 상기 제 2멀티렌즈 어레이와,상기 제 2멀티렌즈 어레이의 출사광에 의거해서 적색광과 녹색광과 청색광으로 분리하는 분리수단과,상기 분리된 적색광과 녹색광과 청색광에 의거해서, 영사하는 영상을 구성하는 영상신호에 대응한 변조적색광과 변조녹색광과 변조청색광과를 각각 생성하는 광변조수단과,상기 광변조수단에서 출력된 상기 변조적색광과 상기 변조녹색광과 상기 변조청색광과를 합성하고, 합성변조광을 출사하는 출사수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 빛을 조사하는 광원과,상기 광원에서 조사된 빛이 입사되는 제 1멀티렌즈 어레이와,상기 제 1멀티렌즈 어레이로부터의 출사광이 입사되는 제 2멀티렌즈 어레이와,상기 제 2멀티렌즈 어레이로부터의 출사광에 대하여 소정각의 각도를 가지며, 상기 출사광중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 출사광중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 편광 빔스플리터와, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 반사층과, 상기 반사층의 상층에 형성되어, 상기 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 편광면 회전층과를 가지는 반사편광수단과를 가지는 광학블록과,상기 제 2멀티렌즈 어레이의 출사광에 의거해서 적색광과 녹색광과 청색광으로 분리하는 분리수단과,상기 분리된 적색광과 녹색광과 청색광에 의거해서, 영사하는 영상을 구성하는 영상신호에 대응한 변조적색광과 변조녹색광과 변조청색광과를 각각 생성하는 광변조수단과,상기 광변조수단에서 출력된 상기 변조적색광과 상기 변조녹색광과 상기 변조청색광과를 합성하고, 합성변조광을 출사하는 출사수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 광원에서 조사되는 빛에 대하여 제 1각도를 가지며, 상기 광원에서 조사된 빛중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 광원에서 조사된 빛중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 제 1편광 빔스플리터와, 상기 제 1각도를 가지며, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 제 1반사층과, 상기 제 1반사층의 상층에 형성되어, 상기 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 제 1편광면 회전층과를 가지는 반사편광수단과를 가지는 제 1광학블록과,상기 광원에서 조사되는 빛의 광축에 대하여 상기 제 1편광 빔스플리터와 대칭이 되는 제 3각도를 가지며, 상기 광원에서 조사된 빛중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 광원에서 조사된 빛중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 제 2편광 빔스플리터와, 상기 제 3각도로 설치되며, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 제 2반사층과, 상기 제 2반사층의 상층에 형성되어, 상기 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 제 2편광면 회전층과를 가지는 반사편광수단과를 가지는 제 2광학블록과를 가지는 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 제 20항에 있어서,편광면 회전층은, 1/4λ위상차 필름인 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 제 19항에 있어서,상기 광학블록은, 또한 프리즘을 가지며, 상기 프리즘표면에 상기 제 1편광 빔스플리터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 제 19항에 있어서,상기 광학블록은, 또한 프리즘을 가지며, 상기 프리즘표면에 상기 제 1반사수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학블록.
- 빛을 조사하는 광원과,상기 광원에서 조사된 빛이 입사되는 제 1멀티렌즈 어레이와,상기 제 1멀티렌즈 어레이로부터의 출사광에 대하여 소정각의 각도를 가지며, 상기 출사광중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 출사광중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 편광 빔스플리터와, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 반사층과, 상기 반사층의 상층에 형성되어, 상기 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 편광면 회전층과를 가지는 반사편광수단과를 가지는 광학블록과,상기 광학블록으로부터의 출사광이 입사되는 제 2멀티렌즈 어레이와,상기 제 2멀티렌즈 어레이의 출사광에 의거해서 적색광과 녹색광과 청색광으로 분리하는 분리수단과,상기 분리된 적색광과 녹색광과 청색광에 의거해서, 영사하는 영상을 구성하는 영상신호에 대응한 변조적색광과 변조녹색광과 변조청색광과를 각각 생성하는 광변조수단과,상기 광변조수단에서 출력된 상기 변조적색광과 상기 변조녹색광과 상기 변조청색광과를 합성하고, 합성변조광을 출사하는 출사수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 빛을 조사하는 광원과,상기 광원에서 조사된 빛이 입사되는 제 1멀티렌즈 어레이와,상기 제 1멀티렌즈 어레이로부터의 출사광이 입사되는 제 2멀티렌즈 어레이와,상기 제 2멀티렌즈 어레이로부터의 출사광에 대하여 소정각의 각도를 가지며, 상기 출사광중 제 1편광성분의 빛을 제 1방향으로 투과하고, 상기 출사광중 제 2편광성분의 빛을 제 2방향으로 반사하는 편광 빔스플리터와, 상기 반사된 제 2편광성분의 빛을 상기 제 1방향으로 반사하는 반사층과, 상기 반사층의 상층에 형성되어, 상기 제 2편광성분의 빛의 편광면을 회전하는 편광면 회전층과를 가지는 반사편광수단과를 가지는 광학블록과,상기 광학블록의 출사광에 의거해서 적색광과 녹색광과 청색광으로 분리하는 분리수단과,상기 분리된 적색광과 녹색광과 청색광에 의거해서, 영사하는 영상을 구성하는 영상신호에 대응한 변조적색광과 변조녹색광과 변조청색광과를 각각 생성하는 광변조수단과,상기 광변조수단에서 출력된 상기 변조적색광과 상기 변조녹색광과 상기 변조청색광과를 합성하고, 합성변조광을 출사하는 출사수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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