KR20010045715A - Color projector - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3매의 디스플레이소자를 채용한 칼라 프로젝트장치에 관한 것으로서, 투사렌즈유니트의 광학적 배치를 변경하여 색수차를 보상할 수 있도록 된 칼라 프로젝트장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color project apparatus employing three display elements, and more particularly, to a color project apparatus capable of compensating for chromatic aberration by changing an optical arrangement of a projection lens unit.
일반적으로, 칼라프로젝트장치는 디스플레이소자 예컨대 액정패널에서 형성된 화상을 별도의 광원을 이용하여 스크린에 투영함으로써 화상을 제공하는 장치이다.In general, a color project apparatus is an apparatus for providing an image by projecting an image formed on a display device such as a liquid crystal panel onto a screen using a separate light source.
도 1을 참조하면, 종래의 반사형 칼라프로젝트장치는 광원(10)과, 이 광원(10)에서 조사된 광을 적(R), 청(B), 녹(G) 칼라에 따라 분리시키는 제1 및 제2이색미러(DM1, DM2)와, 상기 제1 및 제2이색미러(DM1, DM2)에서 분기된 광 경로 상에 각각 마련되어 편광방향에 따라 입사광의 진행경로를 변환하는 제1 내지 제3편광빔스프리터(31, 33, 35)와, 화상을 형성하는 제1 내지 제3액정패널(41, 43, 45)과, 상기 제1 내지 제3액정패널(41, 43, 45)을 통해 형성되고 상기 제1 내지 제3편광빔스프리터(31, 33, 35) 각각을 경유하여 입사된 각 칼라의 화상을 합성하는 칼라프리즘(50)과, 상기 칼라프리즘(50)을 통하여 합성된 칼라 화상을 스크린(미도시) 쪽으로 확대 투과시키는 투사렌즈유니트(60)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a conventional reflective color project device is a light source 10 and an agent that separates light emitted from the light source 10 according to red (R), blue (B), and green (G) colors. First through second dichroic mirrors DM1 and DM2 and first through second dichroic mirrors DM1 and DM2 provided on the optical paths branched from the first and second dichroic mirrors DM1 and DM2 to change the advancing path of incident light according to the polarization direction; Through the three polarization beam splitters 31, 33, 35, the first to third liquid crystal panels 41, 43 and 45 for forming an image, and the first to third liquid crystal panels 41, 43 and 45. A color prism 50 formed to synthesize an image of each color incident through each of the first to third polarization beam splitters 31, 33, and 35, and a color image synthesized through the color prism 50. It is configured to include a projection lens unit 60 for extending the transmission toward the screen (not shown).
상기 제1 내지 제3액정패널(41, 43, 45) 각각은 평면 배열을 갖는 복수의 화소로 이루어져 있으며, 각 화소는 독립적으로 구동되어, 입력된 영상신호에 따라 입사광을 편광 변조시킴과 아울러, 일 편광성분의 광만이 상기 칼라프리즘(50) 쪽으로 향하도록 한다. 상기 제1액정패널(41)은 상기 제1이색미러(DM1)에서 반사된 된 후 제2이색미러(DM1, DM2)를 투과하여 입사된 적색(R) 광에 대한 화상을 생성하고, 상기 제2액정패널(43)은 상기 제1 및 제2이색미러(DM1, DM2)에서 반사된 녹색(G)광에 대한 화상을 생성한다. 그리고, 상기 제3액정패널(45)은 상기 제1이색미러(DM1)를 투과한 청색(B) 광에 대한 화상을 생성한다.Each of the first to third liquid crystal panels 41, 43, and 45 includes a plurality of pixels having a planar array, and each pixel is independently driven to polarize modulate incident light according to an input image signal. Only light of one polarization component is directed towards the color prism 50. The first liquid crystal panel 41 is reflected by the first dichroic mirror DM1 and then passes through the second dichroic mirrors DM1 and DM2 to generate an image of the incident red (R) light. The liquid crystal panel 43 generates an image of the green (G) light reflected from the first and second dichroic mirrors DM1 and DM2. The third liquid crystal panel 45 generates an image for the blue (B) light transmitted through the first dichroic mirror DM1.
상기 제1 내지 제3액정패널(41, 43, 45) 각각에서 생성된 화상은 제1 내지 제3편광빔스프리터(31, 33, 35)를 통과하여 칼라프리즘(50)에 입사된다.An image generated in each of the first to third liquid crystal panels 41, 43, and 45 is incident on the color prism 50 through the first to third polarization beam splitters 31, 33, and 35.
상기 칼라프리즘(50)은 상기 제1 내지 제3편광빔스프리터(31, 33, 35) 각각에 대향되게 위치된 세 입사면(51, 53, 55)과, 상기 투사렌즈유니트(60)에 대면하는 하나의 출사면(57)을 가진다. 그리고, 상기 제1입사면(51)을 통해 입사된 광은 반사시키고 제2 및 제3입사면(53, 55)을 통해 입사된 광은 투과시키는 제1경면(50a)과, 상기 제3입사면(55)을 통해 입사된 광은 반사시키고 제1 및 제2입사면(51, 53)을 통해 입사된 광은 투과시키는 제2경면(50b)을 가진다. 상기 투사렌즈유니트(60)는 상기 제1 내지 제3액정패널(41, 43, 45)에서 형성되고, 상기 제1 내지 제3편광빔스프리터(31, 33, 35)를 경유한 후 상기 칼라프리즘(30)에서 합성되어 상기 출사면(37)을 통해 출사된 영상을 스크린(50) 쪽으로 확대 투사시킨다.The color prism 50 faces three incidence surfaces 51, 53, 55 positioned opposite to the first to third polarization beam splitters 31, 33, 35, and the projection lens unit 60. Has one exit surface 57. The first mirror surface 50a reflects light incident through the first incident surface 51 and transmits light incident through the second and third incident surfaces 53 and 55, and the third incident surface. The second mirror surface 50b reflects light incident through the surface 55 and transmits light incident through the first and second incident surfaces 51 and 53. The projection lens unit 60 is formed in the first to third liquid crystal panels 41, 43, and 45, and passes through the first to third polarization beam splitters 31, 33, 35, and then the color prism. An image synthesized at 30 and output through the emission surface 37 is enlarged and projected toward the screen 50.
상기 투사렌즈유니트(60)는 상기 칼라프리즘(30)과 스크린 사이에 마련되어, 합성된 영상을 확대 투영시킨다. 따라서, 각 칼라에 대한 개별적인 조정이 불가능한 구성을 가진다. 또한, 상기 제1 내지 제3액정패널(41, 43, 45)은 동일한 규격을 가진다. 그리고, 상기 제1 내지 제3액정패널(41, 43, 45) 각각은 상기 투사렌즈유니트(50)에서부터 동일 간격 이격되게 배치된다.The projection lens unit 60 is provided between the color prism 30 and the screen to enlarge and project the synthesized image. Therefore, it has a configuration in which individual adjustment for each color is impossible. In addition, the first to third liquid crystal panels 41, 43, and 45 have the same standard. Each of the first to third liquid crystal panels 41, 43, and 45 may be spaced apart from the projection lens unit 50 by the same interval.
한편, 통상적인 렌즈는 입사광의 파장에 따른 수차인 색수차를 가진다. 도 2를 참조하면, 볼록렌즈(70)에 평행하게 입사된 광은 이론적으로 초점거리 f에 집속된다. 한편, 색수차에 의하여 상대적으로 장파장의 광인 적색은 상기 볼록렌즈(70)의 초점거리 f 보다 더 먼 거리에 초점이 맺히고, 상대적으로 단파장의 광인 청색은 상기 볼록렌즈(70)의 초점거리 f 보다 더 가까운 거리에 맺힌다.On the other hand, conventional lenses have chromatic aberration which is aberration according to the wavelength of incident light. Referring to FIG. 2, light incident in parallel to the convex lens 70 is theoretically focused at the focal length f. On the other hand, due to chromatic aberration, the red light having a relatively long wavelength is focused at a distance farther than the focal length f of the convex lens 70, and the blue light having a relatively short wavelength is more than the focal length f of the convex lens 70. Bear in close proximity.
이와 같은 배율색수차에 의하여 도 1의 제1 내지 제3액정패널(41, 43, 45) 각각에서 형성된 적, 녹, 청색에 대한 칼라화상은 스크린에 맺히는 경우 동일 크기로 결상되지 않는다. 또한, 적, 녹, 청색에 대한 배율차가 발생하여 화면의 주변으로 갈수록 적, 청, 녹색 화상의 어긋남 정도가 커지게 되어 화질저하를 초래하는 문제점이 있다.Due to such chromatic aberration, color images of red, green, and blue formed in each of the first to third liquid crystal panels 41, 43, and 45 of FIG. 1 are not formed to the same size when they are formed on the screen. In addition, a magnification difference with respect to red, green, and blue occurs, and thus the degree of misalignment of the red, blue, and green images increases toward the periphery of the screen, resulting in deterioration of image quality.
따라서, 상기 투사렌즈유니트(60)는 상기한 색수차를 보정할 수 있도록 된 광학적 구성을 가져야 하나, 합성된 광의 진행경로에 모든 렌즈들이 배치되므로 그 구성이 복잡해진다는 단점이 있다. 또한, 상기 투사렌즈유니트(60)는 스크린에 맺힌 화상의 왜곡과 만곡을 고려하여 설계되어야 한다. 여기서, 상기 투사렌즈유니트(60)는 왜곡과 색수차를 동시에 거의 완벽하게 보정하기가 곤란하므로, 시청자의 시야에 쉽게 들어오는 왜곡수차에 관점을 맞추는 경우, 색수차 보정을 위한 추가 렌즈요소를 포함하는 경우에도 제한적인 색수차 보정만이 가능하다는 단점이 있다.Therefore, the projection lens unit 60 should have an optical configuration capable of correcting the chromatic aberration, but has a disadvantage in that the configuration is complicated because all the lenses are arranged in the progress path of the synthesized light. In addition, the projection lens unit 60 should be designed in consideration of the distortion and curvature of the image formed on the screen. Here, the projection lens unit 60 is difficult to completely and completely correct the distortion and chromatic aberration at the same time, even when the perspective of the distortion aberration easily enters the viewer's field of view, even if it includes an additional lens element for chromatic aberration correction The disadvantage is that only limited chromatic aberration correction is possible.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 투사렌즈유니트의 색배율렌즈를 각 경로 상에 마련하고, 각 경로에 따라 색배율렌즈의 위치를 다르게 하여 색수차를 보상함으로써 화질을 향상시킬 수 있도록 된 칼라 프로젝트장치를 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and provides image quality by compensating chromatic aberration by providing a color magnification lens of a projection lens unit on each path, and changing the position of the color magnification lens according to each path. The aim is to provide a color project device that can be improved.
도 1의 종래의 반사형 칼라 프로젝트장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.Figure 1 is a schematic diagram showing the optical arrangement of the conventional reflective color project device of FIG.
도 2는 일반적인 볼록렌즈에 기인한 색수차를 설명하기 위하여 나타낸 개략적인 도면.2 is a schematic diagram for explaining chromatic aberration due to a general convex lens.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 칼라 프로젝트장치의 광학적 배치를 보인 도면.3 is a view showing an optical arrangement of a color project device according to an embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 칼라 프로젝트장치의 요부를 발췌하여 보인 도면.4 and 5 is a view showing an extract of the main portion of the color project apparatus according to an embodiment of the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
110...광원 120...균일광 조명유니트110 ... light source 120 ... uniform light unit
130...편광변환기 141, 143...액정셔터130 ... Polarizer 141, 143 ... LCD shutter
151...제1편광빔스프리터 153...제2편광빔스프리터151 ... 1st polarizing beam splitter 153 ... 2nd polarizing beam splitter
155...제3편광빔스프리터 161...제1디스플레이소자155 3rd polarization beam splitter 161 1st display element
163...제2디스플레이소자 165...제3디스플레이소자163 ... second display element 165 ... third display element
170...합성수단 180...투사렌즈유니트170 Synthesis means 180 Projection lens unit
181,181',181"...색배율렌즈 183...제1렌즈군181,181 ', 181 "... Color Magnification Lens 183 ... First Lens Group
187...제2렌즈군187 ... second lens group
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광원과; 상기 광원에서 조사된 광을 파장에 따라 세 경로로 분기시키는 분기수단과; 상기 분기수단에 의해 분기된 제1 내지 제3광로 상에 각각 배치되며, 입사된 소정 파장의 광을 매개로 화상을 형성하는 제1 내지 제3디스플레이소자와; 상기 제1 내지 제3디스플레이소자를 경유하여 입사된 광을 파장에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시켜 일 경로로 진행하도록 각 칼라의 광을 합성하는 합성수단과; 칼라 화상을 스크린으로 확대 투과시키는 투사렌즈유니트;를 포함하는 칼라 프로젝트장치에 있어서, 상기 투사렌즈유니트는, 상기 제1 내지 제3디스플레이소자 각각과 상기 합성수단 사이의 광로 상에 각각 마련된 제1 내지 제3색배율렌즈와; 상기 합성수단과 상기 스크린 사이의 광로 상에 마련되어, 상기 합성수단에 의해 합성된 각 칼라의 광을 스크린 쪽으로 확대 투사시키는 제2 및 제3렌즈군;을 포함하며, 상기 제1 내지 제3색배율렌즈 중에서 선택된 둘 이상의 색배율렌즈와 상기 합성수단 사이의 간격이 서로 다른 것을 특징으로 한다.The present invention to achieve the above object, the light source; Branching means for branching light emitted from the light source into three paths according to wavelengths; First to third display elements disposed on the first to third optical paths branched by the branching means, respectively, for forming an image via the light having a predetermined wavelength; Synthesizing means for synthesizing the light of each color to selectively transmit or reflect the light incident through the first to third display elements according to the wavelength, and to proceed in one path; A projection projecting unit comprising: a projection lens unit for expanding and transmitting a color image to a screen, wherein the projection lens unit comprises first to third projections provided on an optical path between each of the first to third display elements and the combining means. A third color magnification lens; Second and third lens groups provided on an optical path between the synthesizing means and the screen to enlarge and project the light of each color synthesized by the synthesizing means toward the screen; wherein the first to third color magnifications are included. The spacing between two or more color magnification lenses selected from the lenses and the synthesizing means is different.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 칼라 프로젝트장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail preferred embodiments of the color project device according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 칼라 프로젝트장치는 광원(110)과, 이 광원(110)에서 조사된 광을 파장에 따라 세 경로로 분기시키는 분기수단과, 상기 분기수단에 의해 분기된 제1 내지 제3광로(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) 상에 각각 배치되어 화상을 형성하는 제1 내지 제3디스플레이소자(161, 163,165)와, 상기 제1 내지 제3디스플레이소자(161, 163, 165)를 경유하여 입사된 광을 파장에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시켜 일 경로로 진행하도록 각 칼라의 광을 합성하는 합성수단(170)과, 상기 합성된 칼라 화상이 스크린(미도시)으로 향하도록 확대 투과시키는 투사렌즈유니트(180)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, a color project apparatus according to an embodiment of the present invention includes a light source 110, branching means for branching light emitted from the light source 110 in three paths according to a wavelength, and by the branching means. First to third display elements 161, 163 and 165 respectively disposed on the branched first to third optical paths I, II and III to form an image, and the first to third display elements 161 and 163. And synthesizing means 170 for synthesizing the light of each color so as to selectively transmit or reflect the incident light via 165 according to the wavelength and proceed in one path, and the synthesized color image is transferred to a screen (not shown). It is configured to include a projection lens unit 180 for extending and transmitting toward.
상기 광원(110)은 광을 생성하는 램프(111)와, 이 램프(111)에서 출사된 광을 반사시켜 그 진행경로를 안내하는 반사경(113)을 포함한다. 상기 반사경(113)은 상기 램프(111)의 위치를 일 초점으로 하고, 광이 집속되는 지점을 다른 초점으로 하는 타원경이거나, 상기 램프(111)의 위치를 일 초점으로 하고, 이 램프(111)에서 출사되고 상기 반사경(113)에서 반사된 광이 평행광이 되도록 된 포물경일 수 있다.The light source 110 includes a lamp 111 for generating light and a reflector 113 for reflecting the light emitted from the lamp 111 and guiding a path of the light. The reflector 113 is an ellipsoidal mirror having the position of the lamp 111 as one focal point and the point where light is focused as another focal point, or the lamp 111 as the focal point and the lamp 111 as the focal point. It may be a parabolic mirror that is emitted from the light reflected by the reflector 113 is parallel light.
상기 분기수단(120)은 상기 광원(110)에서 조사된 광을 적(R), 청(B), 녹색(G) 칼라에 따라 제1 내지 제3광로(I, Ⅱ, Ⅲ)로 분기시키기 위한 것으로, 제1이색미러(DM1)와 제2이색미러(DM2)를 포함하여 구성된다. 상기 제1이색미러(DM1)는 상기 광원(110)에서 조사된 광(R+G+B)을 파장영역에 따라 일차로 분리시키기 위한 것으로, 제1이색미러(DM1)에 입사된 광중 청색(B) 파장의 광은 반사되어 제3광로(Ⅲ)로 향하고, 나머지 광(R+G)은 투과된다. 상기 제1이색미러(DM1)를 투과한 광(R+G)은 상기 제2이색미러(DM2)에서 파장영역에 따라 재차 분기된다. 즉, 상기 제2이색미러(DM2)는 적색(R) 파장의 광은 반사시켜 제1광로(I)로 향하도록 하고, 녹색(G) 파장의 광은 투과시켜 제2광로(Ⅱ)로 향하도록 한다.The branching means 120 splits the light emitted from the light source 110 into the first to third optical paths I, II, and III according to the red (R), blue (B), and green (G) colors. For the purpose, it comprises a first dichroic mirror DM1 and a second dichroic mirror DM2. The first dichroic mirror DM1 is primarily used to separate light R + G + B emitted from the light source 110 according to the wavelength region, and the blue color of the light incident on the first dichroic mirror DM1 B) Light of wavelength is reflected and directed to the third optical path III, and the remaining light R + G is transmitted. The light R + G transmitted through the first dichroic mirror DM1 is again branched according to the wavelength region in the second dichroic mirror DM2. That is, the second dichroic mirror DM2 reflects light of a red (R) wavelength to the first optical path (I), and transmits light of the green (G) wavelength to a second optical path (II). Do it.
여기서, 상기 광원(110)과 상기 분기수단 사이의 광로 상에는 입사광이 균일광이 되도록 하는 균일광조명유니트(120)와, 상기 광원(120)에서 조사된 광을 일 편광의 광으로 변환하는 편광변환기(120)를 더 포함하는 것이 바람직하다.Here, a uniform light illumination unit 120 to make the incident light uniform light on the optical path between the light source 110 and the branching means, and a polarization converter for converting the light irradiated from the light source 120 into light of one polarization It is preferable to further include 120.
상기 균일광 조명유니트(120)는 상기 광원(110)에서 조명된 광을 집속 발산시켜 혼합하여 균일광이 되도록 한다. 상기 편광변환기(130)는 상기 광원(110)에서 조사된 무편광의 광을 일 편광의 광으로 변환시키는 광학부재로, 상기 균일광 조명유니트(120)에서 조명된 무편광의 광을 거의 손실없이 일 편광의 광으로 변환시킨다.The uniform light illumination unit 120 focuses and diverges the light illuminated by the light source 110 to be uniform light. The polarization converter 130 is an optical member that converts unpolarized light irradiated from the light source 110 into light of one polarization, with almost no loss of unpolarized light illuminated by the uniform light illumination unit 120. Convert to light of one polarization.
상기 제1 내지 제3디스플레이소자(161, 163, 165) 각각은 반사형 액정표시소자, 마이크로미러 가동장치 등의 반사형 디스플레이소자, 또는 투과형 액정표시소자 등의 투과하여 디스플레이소자로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 반사형 액정표시소자로 구성되는 것이 바람직하다.Each of the first to third display elements 161, 163, and 165 may be configured as a display element through a reflective liquid crystal display element, a reflective display element such as a micromirror movable device, or a transmissive liquid crystal display element. Preferably, it is comprised with a reflective liquid crystal display element.
이 경우, 상기 제1 내지 제3디스플레이소자(161, 163, 165) 각각과 상기 합성수단(170) 사이의 광로 상에는 상기 제1 내지 제3광로(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ)를 통해 입사된 광이 상기 제1 내지 제3디스플레이소자(161, 163, 165) 각각으로 향하도록 하고, 상기 제1 내지 제3디스플레이소자(161, 163, 165) 각각에서 반사된 광이 상기 합성수단(170)으로 향하도록 광로를 변환하는 제1 내지 제3편광빔스프리터(151, 153, 155)가 구비된다. 여기서, 제1 내지 제3편광빔스프리터(151, 153, 155)에 입사되는 광의 진행 경로 상에는 입사광 중 일 편광의 광만이 상기 편광빔스프리터(151, 153, 155) 향하도록 하는 폴라라이저(152, 154, 156)가 더 구비되는 것이 바람직하다.In this case, light incident through the first to third optical paths I, II, and III is incident on the optical path between each of the first to third display elements 161, 163, and 165 and the synthesizing means 170. Directing the light to the first to third display devices 161, 163, and 165, respectively, and the light reflected from each of the first to third display devices 161, 163, and 165 to the synthesis means 170. First to third polarized beam splitters 151, 153, and 155 are provided to convert the optical path. Here, the polarizer 152 which directs only one polarized light of the incident light toward the polarization beam splitters 151, 153, and 155 on the traveling path of the light incident on the first to third polarization beam splitters 151, 153 and 155. It is preferable that 154 and 156 are further provided.
상기 반사형 제1 내지 제3디스플레이소자(161)(163)(165)로는 구동에 의한 액정의 온/오프 시간이 빠른 즉 응답속도 특성이 뛰어난 강유전체 액정표시소자(FLCD ; Ferroelectric Liquid Crystal Display)를 구비할 수 있다. 상기 제1 내지 제3디스플레이소자(161, 163, 165)는 입력된 영상신호에 대응되도록 각 화소가 선택적으로 구동되어 편광방향을 변조시킴으로써 소정 화상을 생성한다. 이와 같이 제1 내지 제3디스플레이소자(161)(163)(165)로 FLCD 패널을 채용한 경우, 이 패널에 동일 극성의 전압이 계속적으로 인가되면 패널의 콘트라스트비가 저하되는 현상이 나타난다. 이를 방지하기 위하여, FLCD 패널의 구동시, 구동시간 중 80% 시간은 정상적인 구동을 행하고, 나머지 20%의 시간동안에는 패널의 전압을 반대로 인가하든지 고 전압을 인가하여 패널의 신뢰성을 확보할 필요가 있다. 여기서, 20% 시간 동안 상기 광원(110)에서 조명되는 광을 차단하기 위하여, 제1이색미러(DM1)와 제2이색미러(DM2) 사이의 광경로와, 제3광경로(Ⅲ) 각각에 액정셔터(141, 145)를 더 구비하는 것이 바람직하다.The reflective first to third display elements 161, 163 and 165 may be a ferroelectric liquid crystal display (FLCD) having a fast on / off time of driving liquid crystals, that is, excellent in response speed. It can be provided. The first to third display elements 161, 163, and 165 selectively drive each pixel to modulate the polarization direction so as to correspond to the input image signal, thereby generating a predetermined image. As described above, when the FLCD panels are used as the first to third display elements 161, 163, and 165, when the voltage of the same polarity is continuously applied to the panels, the contrast ratio of the panel is lowered. In order to prevent this, when driving the FLCD panel, 80% of the driving time is normally driven, and during the remaining 20% of the time, the panel voltage needs to be reversed or a high voltage is applied to secure the panel reliability. . In this case, the light path between the first dichroic mirror DM1 and the second dichroic mirror DM2 and the third optical path III are disposed to block the light illuminated by the light source 110 for 20% time. It is preferable to further provide liquid crystal shutters (141, 145).
상기 합성수단(170)은 도시된 바와 같은 구조의 큐빅형 칼라 프리즘으로 구성된다. 이 합성수단(170)은 상기 제1 내지 제3디스플레이소자(161, 163, 165)에서 생성되고 상기 편광빔스프리터(151, 153, 155)를 경유하여 입사된 광이 일 방향으로 출사되도록 파장에 따라 선택적으로 광을 투과 또는 반사시킨다. 이를 위하여, 상기 합성수단(170)은 세 입사면과 일 출사면을 가진다. 상기 세 입사면 각각은 상기 편광빔스프리터(151, 153, 155) 각각과 대면하며 입사광이 상기한 일 출사면을 향하도록 입사광의 진행경로를 변환한다.The synthesizing means 170 is composed of a cubic collar prism having a structure as shown. The synthesizing means 170 is generated at the first to third display elements 161, 163, and 165 and provided at a wavelength such that light incident through the polarization beam splitters 151, 153, and 155 is emitted in one direction. Thus selectively transmitting or reflecting light. To this end, the synthesizing means 170 has three entrance faces and one exit face. Each of the three incident surfaces faces each of the polarizing beam splitters 151, 153, and 155, and converts the traveling path of the incident light so that the incident light is directed toward the one exit surface.
상기한 반사형의 제1 내지 제3디스플레이소자(161)(163)(165) 각각은 적(R), 녹(G), 청(B) 색의 광에 대하여 화상을 형성하므로, 상기 투사렌즈유니트(180)를 투과하여 스크린에 확대 투사되는 경우 배율색수차가 발생된다.Since each of the reflective first to third display elements 161, 163, and 165 forms an image with respect to light of red (R), green (G), and blue (B) colors, the projection lens Magnification chromatic aberration occurs when the light passes through the unit 180 and is projected on the screen.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 투사렌즈유니트(180)는 상기한 배율색수차를 용이하게 보상할 수 있도록, 상기 제1 내지 제3편광빔스프리터(151, 153, 155) 각각과 상기 합성수단(170) 사이의 광로 상에 각각 마련된 제1 내지 제3색배율렌즈(181, 181', 181")와, 상기 합성수단(170)과 스크린 사이의 광로 상에 마련되어 상기 합성수단(170)에 의해 합성된 각 칼라의 광을 스크린 쪽으로 확대 투사시키는 제2 및 제3렌즈군(183, 187)을 포함하여 구성된다. 도 4는 평면에서 바라본 투사렌즈유니트(180)의 광학적 배치를 보인 것이고, 도 5는 측면에서 바라본 투사렌즈유니트(180)의 광학적 배치를 보인 것이다.3 to 5, the projection lens unit 180 and each of the first to third polarized beam splitters 151, 153, and 155 and the combining means may easily compensate for the magnification chromatic aberration. First to third color magnification lenses 181, 181 ', and 181 " respectively provided on the optical path between 170 and the optical means between the synthesizing means 170 and the screen. And second and third lens groups 183 and 187 which enlarge and project the light of each color synthesized by the light toward the screen, Fig. 4 shows an optical arrangement of the projection lens unit 180 viewed from the plane. 5 shows an optical arrangement of the projection lens unit 180 viewed from the side.
상기 제1 내지 제3색배율렌즈(181, 181', 181") 각각은 상기 합성수단(170)과 상기 제1 내지 제3디스플레이소자(161, 163, 165) 사이의 광로 상에서 광축을 따라 움직임 가능하게 설치된다. 또한, 상기 제1 내지 제3색배율렌즈(181, 181', 181") 중에서 선택된 둘 이상의 색배율렌즈와 상기 합성수단(170) 사이의 간격이 서로 다른 것을 특징으로 한다. 즉, 제1 내지 제3색배율렌즈(181, 181', 181")와 상기 합성수단(170)의 세 입사면 각각과의 사이 간격을 D1, D2, D3라 할 때, D1, D2, D3은 다르게 설정된다.Each of the first to third color magnification lenses 181, 181 ′, and 181 ″ moves along an optical axis on an optical path between the combining means 170 and the first to third display elements 161, 163, and 165. In addition, the distance between at least two color magnification lenses selected from the first to third color magnification lenses 181, 181 ′, and 181 ″ and the synthesizing means 170 is different from each other. That is, when the distance between the first to third color magnification lenses 181, 181 ′, and 181 ″ and each of the three incidence planes of the combining means 170 is D 1 , D 2 , and D 3 , D 1 , D 2 and D 3 are set differently.
상기 제1 내지 제3색배율렌즈(181, 181', 181") 각각을 광축 방향으로 이동할 경우, 상기 제1 내지 제3디스플레이소자(161, 163, 165) 각각에서 형성된 상의 크기가 가변된다. 따라서, 상기 제1 내지 제3색배율렌즈(181, 181', 181")를 가변시킴으로써, 상기 제2렌즈군(187)을 통과한 R, G, B 각각의 상을 일치시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1 내지 제3색배율렌즈(181, 181', 181")의 가변원리는 다음과 같다. 예컨대, 제1색배율렌즈(181)를 제1편광빔스프리터(151) 쪽으로 이동할 경우, 제1디스플레이소자(161)에서 생성되어 스크린에 투영되는 상의 크기가 작아지게 된다. 반면, 제1색배율렌즈(181)를 합성수단(170) 쪽으로 이동하는 경우는 스크린에 투영되는 상의 크기가 커지게 된다.When each of the first to third color magnification lenses 181, 181 ′, and 181 ″ is moved in the optical axis direction, the size of the image formed on each of the first to third display elements 161, 163, and 165 is varied. Accordingly, by varying the first to third color magnification lenses 181, 181 ′, and 181 ″, images of R, G, and B that have passed through the second lens group 187 may be matched. Here, the variable principles of the first to third color magnification lenses 181, 181 ′, and 181 ″ are as follows. For example, when the first color magnification lens 181 is moved toward the first polarization beam splitter 151. In addition, the size of the image generated by the first display element 161 and projected on the screen becomes smaller. On the other hand, when the first color magnification lens 181 is moved toward the combining means 170, the size of the image projected on the screen is increased. It becomes bigger.
상기 제1렌즈군(183)은 양의 파우어를 가지며, 상기 합성수단(180)의 전방에 배치된다. 따라서, 상기 제1 내지 제3색배율렌즈(181, 181', 181")를 통해 집속된 광을 재차 집속발산시킨다. 상기 제2렌즈군(187)은 강한 음의 파우어를 가지며, 상기 제1렌즈군(183)에 의해 집속 발산된 광을 더욱 발산시켜, 합성된 상을 확대시킨다. 여기서, 상기 제1렌즈군(183)과 제2렌즈군(187) 사이의 광로 상에는 상기 제1렌즈군(183)에서 확대된 상의 경로를 변환하기 위한 반사부재(185)가 더 구비된다.The first lens group 183 has a positive powder and is disposed in front of the combining means 180. Therefore, the light focused through the first to third color magnification lenses 181, 181 ′, and 181 ″ is focused again and diverged. The second lens group 187 has a strong negative power and the first The light focused by the lens group 183 is further diverged to enlarge the synthesized image, wherein the first lens group is disposed on the optical path between the first lens group 183 and the second lens group 187. A reflection member 185 is further provided to convert the path of the image enlarged at 183.
상기한 바와 같이, 구성된 본 발명의 실시예에 따른 반사형 프로젝트장치는 투사렌즈유니트를 이루는 색배율렌즈를 3매 구비하고, 각 색배율렌즈를 각 칼라의 광경로 상에 가변 가능하게 마련하고, 이 색배율렌즈 각각의 위치를 독립적으로 설정함으로써, 적, 녹, 청색에 대한 배율차의 발생을 억제함으로써, 컨버젼스 조정을 용이하게 할 수 있어서, 화질을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.As described above, the reflective projecting device according to the embodiment of the present invention comprises three color magnification lenses constituting the projection lens unit, and each color magnification lens is variably provided on the optical path of each color, By independently setting the positions of each of the color magnification lenses, suppression of the magnification difference with respect to red, green, and blue can be made to facilitate the adjustment of convergence, thereby improving the image quality.
또한, 투사렌즈유니트 설계시 색수차 보정에 필요한 렌즈 매수를 줄일 수 있으므로, 왜곡과 만곡을 보정할 수 있도록 광학계의 설계가 용이하다는 이점이 있다.In addition, since the number of lenses required for chromatic aberration correction can be reduced when designing the projection lens unit, there is an advantage in that the design of the optical system is easy to correct distortion and curvature.
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