KR20060125346A

KR20060125346A - 종횡비가 조절된 조명계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템

Info

Publication number: KR20060125346A
Application number: KR1020050047345A
Authority: KR
Inventors: 이계훈; 이원용; 김종회
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2006-12-06
Also published as: NL1031720C2; US20060274278A1; NL1031720A1; CN1873469A

Abstract

광효율을 향상시키고 화면의 콘트라스트를 향상시킨 조명계 및 프로젝션 시스템이 개시되어 있다.

개시된 조명계는, 복수의 마이크로미러의 회전에 따라 투사 렌즈 유닛으로의 광의 입사가 제어되는 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 패널로부터 입사된 광의 입사 허용각을 조절하기 위한 비대칭형의 조리개를 포함하는 프로젝션 시스템에 광을 조사하는 조명계에 있어서, 광을 조사하는 발광 소자로 이루어지고, 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 다른 종횡비의 출사면을 가지는 적어도 하나의 광원 유닛; 상기 광원 유닛의 출사면의 종횡비를 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 같아지도록 변환하는 종횡비 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

종횡비가 조절된 조명계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템{Illumination system controlled aspect ratio and projection system employing the illumination system}

도 1은 종래의 프로젝션 시스템에 채용되는 LED 패키지를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 2a는 프로젝션 시스템에서 화상을 형성하기 위한 디스플레이 패널로 DMD가 사용될 때, 마이크로미러의 회동에 따른 입사광, 유효광, 외광 및 무효광을 나타낸 것이다.

도 2b는 도 2a에 도시된 입사광, 유효광, 외광 및 무효광을 마이크로미러에 대해 투영하여 나타낸 도면이다.

도 3a는 DMD로 된 디스플레이 패널의 일 예를 나타낸 것이다.

도 3b는 종래의 프로젝션 시스템에서 투사 렌즈 유닛에 구비된 조리개에 의해 형성되는 유효광과 종래의 LED 패키지를 채용한 조명계의 의해 형성되는 광의 분포를 비교하여 나타낸 것이다.

도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명계 및 프로젝션 시스템을 나타낸 것이다.

도 4b는 도 4a에 도시된 종횡비 조절부의 사시도이다.

도 5a는 마이크로미러를 단축 방향 배열 방식으로 배열한 디스플레이 패널을 도시한 것이다.

도 5b는 마이크로미러를 장축 방향 배열 방식으로 배열한 디스플레이 패널을 도시한 것이다.

도 6은 라그랑지 불변의 법칙을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 도 4a에 도시된 프로젝션 시스템에서의 단계별 종횡비 변화를 도시한 것이다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명계에서 종횡비 조절부가 변형된 예를 도시한 것이다.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 조명계에서 종회비 조절부의 다른 변형예를 도시한 것이다.

도 10a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 조명계 및 프로젝션 시스템을 도시한 것이다.

도 10b는 도 10a에 도시된 조명계에서의 단계별 종횡비 변화를 도시한 것이다.

도 11a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 조명계에서 종회비 조절부의 변형예를 도시한 것이다.

도 11b는 도 11a에 도시된 조명계에서의 단계별 종횡비 변화를 도시한 것이다.

도 12는 본 발명의 제2 실시에 따른 조명계에서 종횡비 조절부의 또 다른 변 형예를 도시한 것이다.

도 13a는 본 발명에 따른 조명계 및 프로젝션 시스템에서 장축 방향 배열 방식의 디스플레이 패널을 채용한 경우를 예시한 것이다.

도 13b는 도 13a에 도시된 조명계에 채용된 종횡비 조절부의 사시도이다.

도 13c는 도 13a에 도시된 조명계에 채용된 디스플레이 패널의 정면도이다.

도 14는 도 13a에 도시된 조명계에서의 단계별 종횡비 변화를 도시한 것이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 설명>

100a,100b,100c,200a,200a,200b,200c...광원 유닛

110,210...칼라 합성 필터, 115,215...컨덴싱 렌즈

120,220...종횡비 조절부, 130,230...디스플레이 패널

133,233...조리개, 135,235...투사렌즈유닛

125,225...릴레이 렌즈, 140...아나모픽 렌즈

145,165...라이트 터널

본 발명은 발광소자를 광원으로 사용하여 보다 낮은 전력으로 동작할 수 있도록 광효율을 향상시키고 화면의 콘트라스트를 향상시킨 조명계 및 프로젝션 시스템에 관한 것이다.

프로젝션 시스템은 광원에서 조사된 광을 이용하여 디스플레이 패널에서 화상을 형성하고, 상기 화상을 투사 렌즈 유닛을 통해 스크린에 확대 투사하는 시스템으로, 대형 스크린을 통해 화상을 시청하고자 하는 시청자들의 요구를 충족시킨다. 프로젝션 시스템에 사용되는 광원으로는 램프가 많이 사용되는데, 램프는 부피가 클 뿐만 아니라 제조 단가가 비싸고, 열이 많이 발생되며, 수명이 짧은 단점이 있다.

따라서, 램프 대신 레이저 광원이나 발광 다이오드(이하, LED라고 함)를 광원으로 채용하여 프로젝션 시스템을 구성한다. LED는 비용이 저렴하고, 수명이 길어 광원으로서 유용하게 사용될 수 있다. 한편, LED는 하나만으로는 휘도가 부족하고 다수 개의 LED를 패키지로 구성하여 사용하여야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 LED 패키지(10)는 LED 기판(13)에 복수 개의 LED 칩(15)이 소정 간격으로 배열되어 형성된다. LED 칩(15)은 대략 정사각형의 형태를 가진다. 프로젝션 시스템에서 화상을 형성하는 디스플레이 패널 중 한 종류인 DMD(Deformable Mirror Devise)는 복수개의 마이크로미러가 2차원적으로 배열되어 구성되고, 각각의 마이크로미러가 독립적으로 on-off 구동되어 회동함으로써 화상을 형성한다.

도 2a는 마이크로미러(30)가 on일 때와 off일 때 각각 입사광이 마이크로미러(30)를 통해 반사되는 경로를 보인 것이다. 예를 들어, 16:9의 종횡비를 가지는 디스플레이 패널의 사이즈는 가로가 2.3cm이고, 세로가 1cm이고, 이러한 칩에 들어가는 마이크로미러는 극히 소형이다. 하나의 마이크로미러의 사이즈는 ㎛ 단위로 극소형이므로 마이크로미러의 구동을 정밀하게 제어하는 것이 매우 어렵다. 또한, DMD의 구조적인 이유로 마이크로미러가 회동할 수 있는 각도가 제한되고, 마이크로미러의 기울기( α)에 따라 입사광의 발산각이 제한된다.

마이크로미러(30)가 on일 때, 입사광(Li)이 마이크로미러(30)에서 반사되어 스크린(s)을 향해 수직하게 나아가도록 하기 위해 입사광(Li)은 마이크로미러(30)에 대해 α 의 입사각을 가지고 입사된다. 여기서, 마이크로미러(30)가 on일 때, 마이크로미러에서 반사되어 화상을 형성하는데 사용되는 광을 유효광(Le)이라고 하고, 마이크로미러(30)가 off일 때 마이크로미러에서 반사되어 투사 렌즈 유닛 외부쪽으로 나가는 광을 무효광(Lu)이라고 한다. 입사광(Li)과 유효광(Le)이 서로 간섭되지 않도록 하기 위해 입사광(Li)의 발산각은 ± α 내에 있어야 한다. 예를 들어 α가 12°일 때, 입사광(Li)의 발산각은 ±12°범위 내에 있는 것이 바람직하다. 다음, 마이크로미러(30)가 off일 때 마이크로미러(30)가 반대쪽으로 기울어져 입사광(Li)은 상기 수직축(P)으로부터 벗어나는 방향으로 반사된다. 한편, 마이크로미러(30)를 덮는 윈도우(31)가 구비되는데, 상기 윈도우(31)에서 반사되는 외광(L_O)이 존재한다.

상기한 바와 같이 입사광과 유효광이 서로 간섭되지 않도록 하기 위해 입사광(Li)의 발산각 범위가 제한된다. 도 2b는 마이크로미러(30)의 회전축(c)과 유효광의 관계를 나타내기 위해 입사광(Li)과 유효광(Le)과 외광(Lo)과 무효광(Lu)을 같은 평면에 투영하여 나타낸 것이다. 도 2a를 참조하여 설명한 발산각을 고려할 때 회전축(c)에 대해 수직한 축을 제1축(X)이라고 하고, 회전축에 대해 나란한 축을 제2축(Y)이라고 할 때, 제1축에 대해서는 상기한 바와 같이 입사광과 유효광이 간섭이 일어날 수 있는데 반해 제2축에 대해서는 간섭이 일어날 가능성이 없으므로 제2축에 대한 발산각은 상대적으로 여유가 있다. 따라서, 제2축에 대해서는 제1축에 비해 발산각을 크게 함으로써 광효율을 증대시킬 수 있다. 제2축에 대한 발산각을 증대시키기 위해 타원형의 조리개를 이용한다.

도 3a는 마이크로미러(30)가 2차원적으로 배열된 디스플레이 패널(35)의 구조를 나타낸 것으로, 마이크로미러(30)의 회전축(C)과 디스플레이 패널(35)의 배치관계를 보여준다. 도 3b는 종래의 LED 패키지에서 조명되는 광(40)과 투사 렌즈 유닛의 조리개에 의해 형성되는 유효광(42)을 비교하여 나타낸 것이다. 여기서, 마이크로미러의 회전축은 Y축에 대응된다. 상기 광(40)과 유효광(42)을 비교하여 보면, 도 1에 도시된 바와 같은 LED 패키지 구조에서는 디스플레이 패널에 입사되는 광이 정방형 분포를 가지기 때문에 도 3b에 도시된 바와 같이 조리개에 의해 제거되는 광이 많아 광효율이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 발광 소자를 광원으로 채용한 광원 유닛의 광출사면의 종횡비를 조절하여 광효율을 증대시키고 콘트라스트를 향상시킨 조명계 및 프로젝션 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조명계는, 복수의 마이크로 미러의 회전에 따라 투사 렌즈 유닛으로의 광의 입사가 제어되는 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 패널로부터 입사된 광의 입사 허용각을 조절하기 위한 비대칭형의 조리개를 포함하는 프로젝션 시스템에 광을 조사하는 조명계에 있어서,

광을 조사하는 발광 소자로 이루어지고, 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 다른 종횡비의 출사면을 가지는 적어도 하나의 광원 유닛; 상기 광원 유닛의 출사면의 종횡비를 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 같아지도록 변환하는 종횡비 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 광원 유닛이 단일 칩의 발광 소자로 구성되고, 서로 다른 파장의 광을 조사하는 광원 유닛들이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 광원 유닛이, 복수의 발광 소자가 2차원적으로 배열된 적어도 하나의 발광 소자 어레이와, 상기 발광 소자 어레이로부터 출사된 광을 평행광으로 만들어주는 콜리메이팅 렌즈 어레이를 포함하고, 서로 다른 파장의 광을 조사하는 광원 유닛들이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 광원 유닛의 광 출사면은 하기의 조건식과 같은 종횡비를 가지는 것이 바람직하다.

<조건식>

상기 조명계는 상기 광원 유닛과 상기 종횡비 조절부 사이에 배치되어 물체면과 상면의 1:1 컨쥬게이트 특성을 가지는 콘덴싱 렌즈군을 포함한다.

상기 종횡비 조절부의 출사면의 종횡비가 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 같은 것이 바람직하다.

상기 종횡비 조절부는 테이퍼진 라이트 터널인 것을 특징으로 한다.

상기 종횡비 조절부는 상기 광원 유닛의 광 출사면과 같은 종횡비를 가지는 입사면과, 상기 디스플레이 패널과 같은 종횡비를 가지는 출사면을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 종횡비 조절부는 물체면과 상면의 1:1 컨쥬게이트 특성을 가지는 아나모픽(anamorphic) 렌즈와, 같은 면으로 된 입사면과 출사면을 가지는 라이트 터널을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 종횡비 조절부는 직각 프리즘과, 상기 직각 프리즘에서 출사된 광의 광축 상에 배치되고, 같은 면적의 입사면과 출사면을 가지는 라이트 터널을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 종횡비 조절부는 상기 마이크로미러의 회전축에 대해 수직한 방항으로의 길이를 조절하여 광 출사면의 종횡비를 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 발광 소자를 광원으로 사용하여 확대된 화상을 형성하는 프로젝션 시스템에 있어서,

광을 조사하는 발광 소자로 이루어지고, 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 다른 종횡비의 출사면을 가지는 적어도 하나의 광원 유닛; 상기 광원 유닛의 출사면의 종횡비를 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 같아지도록 변환하는 종횡비 조절부; 복수의 마이크로미러가 2차원적으로 배열되고, 입력된 화상 신호에 따라 상기 마이크로미러가 회전되어 입사광이 변조됨으로써 화상을 형성하는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널로부터 입사된 광의 입사 허용각을 조절하기 위한 비대칭형의 조리개를 가지고, 상기 화상을 스크린에 확대 투사하는 투사 렌즈 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 조리개는 마이크로미러의 회전축으로 장축을 가지고, 회전축에 대해 수직한 방향으로 단축을 가지는 타원형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 디스플레이 패널은 상기 마이크로미러의 회전축과 평행한 방향으로 장축 길이를 가지는 직사각형 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 마이크로미러는 사각형 형태이고, 상기 마이크로미러의 회전축이 마이크로미러의 대각선 방향으로 위치된 것이 바람직??.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 도 4a를 참조하면 발광 소자를 광원으로 채용한 광원 유닛(100a)(100b)(100c)과, 상기 광원 유닛의 광 출사면의 종횡비와 다른 종횡비를 가지고, 상기 광원 유닛으로부터 출사된 광을 이용하여 화상을 형성하기 위한 디스플레이 패널(130)을 포함한다. 또한, 상기 디스플레이 패널(130)에 광을 조사하는 조명계는 상기 광원 유닛(100a)(100b)(100c)과 디스플레이 패널(130) 사이에 상기 광원 유닛의 광출사면의 종횡비를 변환하기 위한 종횡비 조절부(120)를 구비하여 에텐듀를 보존시킴으로써 광효율을 향상시킨다. 본 발명에서 광원 유닛은 단일 칩의 발광 소자 또는 복수의 발광 소자가 어레이 형태로 배열된 발 광 소자 어레이를 광원으로 채용하며, 이 두 경우에 대해 나누어 설명하기로 한다.

도 4a는 본 발명의 제1실시예를 도시한 것으로, 단일 칩의 발광 소자로 구성된 제1, 제2 및 제3 광원 유닛(100a)(100b)(100c)이 서로 마주보도록 배치되고, 상기 제1, 제2 및 제3 광원 유닛(100a)(100b)(100c)으로부터 출사된 광이 만나는 위치에 칼라 합성 필터(110)가 구비된다.

상기 제1, 제2 및 제3 광원 유닛(100a)(100b)(100c)은 각각 서로 다른 파장의 광을 조사하는 발광 소자, 예를 들어 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출하는 발광다이오드로 구성될 수 있다. 상기 칼라 합성 필터(110)는 제1 광원 유닛(100a)으로부터의 광을 반사사키고, 나머지 파장의 광은 투과시키는 제1 다이크로익 필터(110a)와 제3 광원 유닛(100c)으로부터의 광을 반사시키고 나머지 파장의 광은 투과시키는 제2 다이크로익 필터(110b)가 X 형으로 배치되어 구성된다. 또는, 상기 칼라 합성 필터(110)가 큐브(cube)형으로 형성되는 것도 가능하다.

제1, 제2 및 제3 광원 유닛(100a)(100b)(100c)으로부터 출사된 서로 다른 파장의 광은 칼라 합성 필터(110)를 통해 같은 경로로 진행되어 상기 종횡비 조절부(120)로 입사된다. 상기 제1, 제2 및 제3 광원 유닛(100a)(100b)(100c)과 종횡비 조절부(120) 사이에는 제1, 제2 및 제3 광원 유닛으로부터 출사된 광을 종횡비 조절부(120)에 1:1 컨쥬게이트시키기 위한 콘덴싱 렌즈군(115)이 구비된다. 상기 콘덴싱 렌즈군(115)은 제1 내지 제3 광원 유닛(100a)(100b)(100c)에서 출사된 광을 그 단면적이 축소되도록 하여 상기 종횡비 조절부(120)에 입사시키며, 물체(object)와 상(image)의 1:1 컨쥬게이트(conjugate) 특성을 가지도록 구성되는 것 이 바람직하다. 이와 같이 물체와 상의 1:1 컨쥬게이트 특성을 가지는 콘덴싱 렌즈군(115)을 이용하면 광원 유닛에서 출사된 광은 배율만 바뀌고, 종횡비는 그대로 유지되면서 상기 종횡비 조절부(120)에 입사된다.

상기 종횡비 조절부(120)는 도 4b에 도시된 바와 같이 입사면(120a)과, 상기 입사면(120a)과 다른 종횡비를 가지는 출사면(120b)을 가진 테이퍼진 라이트 터널로 구성될 수 있다. 상기 입사면(120a)은 상기 제1, 제2 및 제3 광원 유닛(100a)(100b)(100c)의 종횡비와 같은 종횡비를 가지며, 출사면(120b)은 상기 디스플레이 소자(130)의 종횡비와 같은 종횡비를 가지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 디스플레이 패널(130)은 도 5a에 도시된 바와 같이 패널(131)에 복수의 마이크러미러(132)가 2차원적으로 배열되어 구성되며, 상기 마이크로미러(132)는 회전축(c)을 중심으로 회전된다. 상기 패널(131)은 스크린과 같은 종횡비를 가지는 단축 방향 변(130a)과 장축 방향 변(130b)을 가지며, 예를 들어 4:3 또는 16:9의 종횡비를 가진다. 마이크로미러(132)는 도 5a에 도시된 바와 같이 그 회전축(c)이 패널(131)의 단축 방향(y)과 나란한 방향을 가지도록 배열되거나(이하, 단축 방향 배열 방식이라고 함) 도 6b에 도시된 바와 같이 그 회전축(c)이 패널(131)의 장축 방향(y')과 나란한 방향을 가지도록 배열될 수 있다(이하, 장축 방향 배열 방식이라고 함). 여기서는 상기 회전축(c)이 마이크러미러의 대각선 방향과 같은 방향을 가지는 경우를 예시하였으나 마이크러미러의 변방향과 나란한 방향을 가지는 것도 가능함은 물론이다. 또한, 단축 방향 배열 방식이든 장축 방향 배열 방식이든 광은 마이크로미러(132)의 회전축(c)에 대해 수직한 방향으로 입사된다.

상기 종횡비 조절부(120)와 디스플레이 패널(130) 사이의 광경로 상에 종횡비 조절부(120)를 통과한 광을 상기 디스플레이 패널(130)을 향해 입사되도록 광경로를 변환하는 반사부(126)가 배치된다. 상기 반사부(126)는 디스플레이 패널(130)로 입사되는 광의 입사각을 결정하는데, 이 입사각의 범위가 도 2a를 참조하여 설명한 바와 같이 제한을 받기 때문에 반사부(126)의 위치 또한 제한된 입사각의 범위에 따라 제한된다. 이러한 이유로 상기 반사부(126)가 상기 디스플레이 소자(130)와 투사렌즈유닛(135) 사이의 광경로 상에 인접하여 배치된다. 따라서, 상기 디스플레이 소자(130)로부터 출사되어 투사렌즈유닛(135)으로 향하는 광이 반사부(126)에 의해 간섭될 염려가 있다. 이러한 간섭의 염려를 줄이기 위해 디스플레이 패널(130)을 장축 방향 배열 방식으로 구성하는 것이 바람직할 수 있다.

도 4a는 마이크로미러가 단축 방향 배열 방식으로 배열된 디스플레이 패널을 채용한 경우의 프로젝션 시스템의 구성을 도시한 것으로, 상기 종횡비 조절부(120)는 상기 마이크로미러(132)의 회전축 방향(c)(z방향에 대응)에 대해 수직한 방향(y방향에 대응)으로 테이퍼진다. 다시 말하면, 도 4b에 도시된 바와 같이 회전축 방향이 라이트 터널(120)의 단면의 가로 방향일 때, 상기 입사면(120a)의 가로 길이(m₁)와 출사면(120b)의 가로 길이(m₂)가 같고(m₁=m₂), 출사면(120b)의 세로 길이(n₂)가 입사면(120a)의 세로 길이(n₁)보다 크다(n₂>n₁). 여기서, 상기 입사면(120a)의 종횡비(m1:n1)는 상기 제1 내지 제 3 광원유닛(100a)(100b)(100c)의 광 출사면의 종횡비와 같고, 출사면(120b)의 종횡비(m2:n2)는 디스플레이 패널(130)의 종횡비와 같은 것이 바람직하다.

더욱 구체적으로, 광효율을 향상시키기 위해 광원 유닛의 광 출사면의 종횡비를 어떻게 구성할 것인가에 대해 살펴본다. 본 발명에서는 투사렌즈유닛(135)에 구비된 조리개(133)의 형태, 즉 f넘버에 따라 광원 유닛의 광 출사면의 비를 결정한다. 상기 조리개(133)는 마이크로미러(132)로 입사되는 광의 입사각의 제한으로 인해 비대칭형으로 형성된다. 예를 들어, 조리개(133)가 마이크로미러의 회전축 방향(c)에 대해 평행한 방향으로 장축을 가지고, 회전축 방향(c)에 대해 수직한 방향으로 단축을 가지는 타원형으로 형성될 수 있다. 여기서, f 넘버=(초점거리/유효구경)이므로 조리개(133)가 비대칭형일 때 가로 방향과 세로 방향에서의 f 넘버 차가 발생된다. 이러한 f 넘버 차를 가로 방향 및 세로 방향으로 독립적으로 작용하는 라그랑지 불변의 법칙(lagrange invariant law)에 따라 조명계의 광 출사면의 종횡비를 조절하여 보상함으로써 광효율을 개선함과 아울러 콘트라스트를 개선한다.

조명계의 광 출사면의 종횡비를 조절하여 광효율과 콘트라스트를 개선하는 원리에 대해 좀더 상세하게 살펴보기 위해 에텐듀 보존과 라그랑지 불변의 법칙에 대해 설명한다. 에텐듀는 광의 발산각과 단면적으로 나타나는 광학계의 기하학적 관계를 보여준다.

광학계는 입사면과 출사면에서의 에텐듀(etendue)가 보존되며, 광원유닛으로부터 라이트 터널을 통과하여 디스플레이 패널을 거쳐 투사렌즈유닛까지 에텐듀 법칙에 따라 광의 출사 면적과 출사 발산 각도가 결정된다. 그런데, 비대칭형의 조리개 예를 들어, 타원형의 조리개를 사용하는 경우 단순한 에텐듀 계산만으로는 정확 한 조명계 설계가 어렵다. 조리개의 형태에 맞추어 보다 높은 효율의 조명계를 설계하기 위해서는 에텐듀 법칙의 기본이 되는 라그랑지 불변의 법칙을 적용하는 것이 필요하다. 라그랑지 불변의 법칙은 2차원적인 평면에서 정의되는 공식으로 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, n은, n'는 각각 물체와 상이 놓인 지점의 굴절률을 나타내고, i, i' 는 주광선의 경계면으로의 입사각, h, h'는 각각 물체와 상의 크기, l, l'는 각각 경계면에서 물체까지의 거리와 상까지의 거리, y는 경계면에서의 광입사 높이, θ_1/2, θ'_1/2 는 외곽 광선의 각도를 나타낸다.

여기서, sini≒h/l, sini'≒n'/l'를 이용하면 nh/l=n'h'/l'가 성립하고 양변에 y를 곱하면 다음과 같은 식이 성립한다.

상기 수학식 2를 θ_1/2, θ'_1/2를 이용하여 나타내면 다음과 같다.

상기 수학식 3에 따르면 광학계의 물체면에서의 어느 한 변의 길이와 광의 발산각의 곱은 광학계의 상면에서의 대응되는 변의 길이와 광의 발산각의 곱이 보 존된다. 여기서, 물체면은 상기 종횡비 조절부(120)의 입사면(120a)에 대응되고, 상면은 상기 종횡비 조절부(120)의 출사면(120b)에 대응된다. 그리고, 상기 입사면(120a)은 상기 제1 내지 제3 광원 유닛(100a)(100b)(100c)의 광 출사면의 종횡비와 같고, 출사면(120b)은 상기 디스플레이 패널(130)의 종횡비와 같다. 따라서, 상기 광원 유닛(100a)(100b)(100c)의 광출사면과 종횡비 조절부(1220)의 입사면(120a)의 발산각의 비 또한 변함이 없다. 즉, 광원유닛으로부터 출사된 광은 정방형으로 발산되므로 광원 유닛의 광 출사면에서의 발산각은 가로 방향과 세로 방향에서 같고, 입사면(120a)으로 입사되는 광 또한 정방형의 발산각 분포를 갖는다.

한편, 디스플레이 패널(130)로부터 출사된 광은 상기 종횡비 조절부(120)에 의해 광원 유닛의 광 출사면에서의 종횡비와 다르게 조절되어 가로 방향(마이크로미러의 회전축 방향에 대해 수직한 방향에 대응)과 세로 방향(마이크로미러의 회전축 방향과 평행한 방향에 대응)에 대한 발산각이 다르다. 상기와 같은 기하학적 관계를 이용하고 라그랑지 불변의 법칙을 적용하면 다음과 같은 비례식을 얻을 수 있다.

상기 수학식 4에서 광원 유닛의 출사 발산각을 소거하고, 마이크로미러의 발산각을 조리개의 f넘버로 나타내면 다음과 같다. 마이크로미러의 회전축에 대해 평행한 방향으로의 발산각과 마이크로미러의 회전축에 대해 수직한 방향으로의 발산 각은 상기 조리개의 유효 구경에 비례하는 것이 바람직하며, 조리개의 유효 구경은 f넘버에 반비례하므로 마이크로미러에 대한 발산각을 조리개의 f넘버로 치환하여 상기 수학식 4의 비례식을 정리하면 다음과 같다.

상기 수학식 5에 따라 광원 유닛의 광 출사면의 종횡비를 디스플레이 패널의 종횡비와 조리개의 f넘버에 종속되게 설정함으로써 에텐듀가 보존되도록 하여 광효율을 최대화하고, 조리개의 형태에 맞도록 디스플레이 패널에 입사되는 광의 발산각을 제어함으로써 콘트라스트를 향상한다.

도 7은 제1, 제2 및 제3 발광소자(100a)(100b)(100c)의 광 출사면(100s)과, 종횡비 조절부의 입사면(120a)과, 출사면(120b)과, 디스플레이 패널(130)을 비교하여 나타낸 것으로, 상기 발광 소자의 광 출사면(100s)과 종횡비 조절부의 입사면(120a)은 종횡비는 같고 면적은 다를 수 있으나 편의상 동일한 면적을 갖는 것으로 도시하였으며, 출사면(120b)과 디스플레이 패널(130) 또한 종횡비는 같고 면적은 다를 수 있으나 편의상 동일한 면적을 갖는 것으로 도시하였다. 그리고, 각 면의 내부에 헤칭되어 표시된 것은 발산각 분포를 나타낸다. 상기 광 출사면(100s)의 종횡비와 입사면(120a)의 종횡비가 같으므로 발산각 분포도 같다. 한편, 종횡비 조절부(120)의 입사면(120a)과 출사면(120b)은 종횡비가 다르므로 라그랑지 불변의 법칙에 따라 발산각 분포가 변환된다.

종횡비 조절부(120)는 테이퍼진 라이트 터널로서 세로 방향(z 방향에 대응)으로는 길이 변화가 없고, 가로 방향(y 방향에 대응)으로 길이가 증가된다. 라그랑지 불변의 법칙에 따라 길이가 길어지면 발산각은 작아지므로, 길이가 길어진 y 방향(회전축 방향에 대해 수직한 방향)에 대한 광의 발산각이 감소되어 타원형의 발산각 분포를 갖는다. 상기 종횡비 조절부(120)의 종횡비와 발산각 분포는 디스플레이 패널(130)에서 동일하게 유지되고, 이러한 비대칭적인 발산각 분포는 상기 조리개(133)에 의해 허용되는 발산각 분포와 일치되어 광효율이 향상된다.

상기 종횡비 조절부(120)의 출사면(120b)의 형태를 가지는 광은 릴레이 렌즈(125)를 통해 반사부(126)로 전달되고, 반사부(126)에서 디스플레이 패널(130)을 향해 입사된 광은 투사렌즈유닛(135)을 통과하여 스크린(미도시)에 확대 투사된다. 상기 디스플레이 패널(130)과 투사렌즈유닛(135) 사이에는 집속렌즈(127)(128)가 더 구비된다.

도 8은 종횡비 조절부가 아나모픽 렌즈(anamorphic lens)(140)와 입사면(145a)과 출사면(145b)이 동일한 면으로 된 라이트 터널(145)을 포함하는 예를 도시한 것이다. 여기서, 종횡비 조절부를 제외한 구성요소들은 도 4a에 도시된 구성요소들과 동일한 것으로 동일한 참조번호를 사용하며 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 아나모픽 렌즈(140)는 광원 유닛(100a)(100b)(100c)의 광 출사면의 가로 길이와 세로 길이를 변화시켜 종횡비를 조절하고, 1:1 컨쥬에이트 특성을 가진다. 또한, 상기 라이트 터널(145)의 입사면(145a)과 출사면(145b)은 디스플레이 패널(130)과 동일한 종횡비를 가진다.

도 9는 종횡비 조절부가 상기 칼라 합성 필터(110)의 출사면에 배치된 직각 프리즘(160)과, 입사면(165a)과 출사면(165b)이 동일한 면으로 된 라이트 터널(165)을 포함하는 예를 도시한 것이다. 상기 직각 프리즘(160)은 상기 광원 유닛(100a)(100b)(100c)으로부터 출사된 광을 분산시켜 광 출사면의 종횡비를 조절한다. 상기 직각 프리즘(160)이 빗변(160a) 방향에 대응되는 길이가 길어짐에 따라 종횡비가 조절된다. 이와 같이 조절된 종횡비를 가지는 광이 콘덴싱 렌즈군(115)에 의해 1:1 콘쥬게이트되어 상기 라이트 터널(165)의 입사면(165a)에 입사된다. 라이트 터널(165)의 입사면(165a)과 출사면(165b)은 상기 디스플레이 패널(130)과 같은 종횡비를 가지는 면으로 구성된다.

다음, 본 발명의 제2 실시예에 따른 조명계 및 프로젝션 시스템에 대해 도 10a를 참조하여 설명한다. 제2 실시예에서는 광원 유닛이 복수의 발광 소자가 2차원적으로 배열되어 형성된 발광 소자 어레이(201a)(201b)(201c)와, 발광 소자 어레이로부터 출사된 광을 평행광으로 만들기 위한 콜리메이팅 렌즈 어레이(205)를 구비한다. 칼라 화상을 형성하기 위해 서로 다른 파장의 광을 조사하는 복수의 광원 유닛을 구비할 수 있다. 여기서는 제1, 제2 및 제3 광원 유닛(200a)(200b)(200c)이 구비되고, 예를 들어 상기 제1 광원 유닛(200a)은 적색광을 방출하고, 제2 광원 유닛(200b)은 녹색광을 방출하고, 제3 광원 유닛(200c)은 청색광을 방출한다. 상기 콜리메이팅 렌즈 어레이(205)는 발광 소자 어레이의 발광 소자에 각각 대응되는 콜리메이팅 렌즈가 어레이 형태로 배열되어 구성된다.

상기 제1 내지 제3 발광 소자 어레이로부터 발광된 광을 동일한 경로로 진행 하도록 합성해주는 칼라 합성 필터(210)가 구비되고, 상기 칼라 합성 필터(210)는 제1 광원 유닛(200a)으로부터 출사된 광을 반사시키고, 다른 파장의 광은 투과시키는 제1 다이크로익 필터(210a)와, 제3 광원 유닛(200c)으로부터 출사된 광을 반사시키고, 다른 파장의 광은 투과시키는 제2 다이크로익 필터(210b)를 포함한다. 라 화상을 형성하기 위해 서로 다른 파장의 광을 조사하는 발광 소자를 어레와 발광 소자 어레이를 제1, 제2 및 제3 발광 소자 어레이(200a)(200b)(200c)를 구비한다. 제1, 제2 및 제3 LED 어레이(200a)(200b)(200c)에서 출사된 광은 콜리메이팅렌즈 어레이(205)를 통해 평행광으로 되어 칼라 합성 필터(210)로 입사된다. 상기 칼라 합성 필터(210)는 상기 제1 LED 어레이(200a)에서 출사된 광을 반사시키고 다른 파장의 광은 투과사키는 제1 다이크로익 필터(210a)와 제3 LED 어레이(200c)에서 출사된 광을 반사시키고 다른 파장의 광은 투과시키는 제2 다이크로익 필터(210b)를 구비한다. 상기 칼라 합성 필터(210)는 큐브형으로 구성된 예를 보여 준다.

상기 칼라 합성 필터(210)를 통해 동일한 방향으로 진행하는 광은 콘덴싱 렌즈군(215)을 통해 종횡비 조절부(220)로 입사된다. 상기 콘덴싱 렌즈군(215)은 상기 제1 내지 제 3 광원 유닛(200a)(200b)(200c)의 광 출사면을 상기 종횡비 조절부(220)의 입사면(220a)에 1:1 컨쥬게이트시킨다. 상기 종횡비 조절부(220)는 입사면(220a)과, 상기 입사면(220a)과 다른 종횡비를 가지는 출사면(220b)를 가지는 라이트 터널로 구성된다. 상기 입사면(220a)은 상기 제1 내지 제3 광원 유닛(200a)(200b)(200c)의 종횡비와 같은 종횡비를 가지고, 상기 출사면(220b)는 디스플레이 패널(미도시)의 종횡비와 같은 종횡비를 가진다. 그리고, 상기 광원 유닛 (200a)(200b)(200c)의 광 출사면은 상기 수학식 5에 기재된 종횡비를 가진다.

도 10b를 참조하면 광원 유닛의 광 출사면(200s)과 상기 종횡비 조절부의 입사면(220a)의 종횡비가 같고, 종횡비 조절부(220)의 출사면(220b)의 종횡비가 변환된다. 종횡비가 변함에 따라 광의 발산각 분포가 변하며, 변화된 광의 발산각 분포는 도 4a에 도시된 비대칭형의 조리개(133)의 발산각 허용각 분포와 같은 것이 바람직하다. 상기 종횡비 조절부(220)에 의해 종횡비가 조절될 때 디스플레이 패널의 마이크로미러의 회전축에 대해 수직한 방향에 대응되는 길이를 조절하여 종횡비를조절하는 것이 바람직하다.

상기 종횡비 조절부(220)에 의해 종횡비가 조절된 광이 릴레이 렌즈(225)를 통해 반사부(226)에 전달되고, 상기 반사부(226)는 광경로를 변환시켜 디스플레이 패널(230)에 입사시킨다. 상기 디스플레이 패널(230)에서 형성된 화상은 집속 렌즈(127,128)을 거쳐 투사 렌즈 유닛(235)에 입사되고, 화상이 투사 렌즈 유닛(235)을 통해 스크린에 확대 투사된다. 상기 투사 렌즈 유닛(235)은 비대칭형의 조리개(233)를 구비한다.

다음, 도 11a는 제2 실시예에 따른 조명계의 변형예를 도시한 것으로, 종횡비 조절부가 상기 칼라 합성 필터(210)의 출사면(210c)에 배치된 직각 프리즘(260)과, 라이트 터널(265)을 포함한다. 상기 라이트 터널(265)은 입사면(265a)과, 상기 입사면(265a)과 같은 면으로 된 출사면(265b)을 가진다. 상기 칼라 합성 프리즘(210)을 통과한 광은 상기 직각 프리즘(260)을 통해 분산되어 종횡비가 변환되고, 상기 라이트 터널(265)을 통해 균일광으로 출사된다. 도 11b에 도시된 바와 같이 광원 유닛의 광 출사면(200s)은 상기 직각 프리즘(260)을 통해 종횡비가 변환되고, 출사광의 발산각이 변환된다. 260s는 직각 프리즘(260)의 광 출사면을 나타낸다. 상기 직각 프리즘(260)의 광 출사면과, 라이트 터널(265)의 입사면(265a)과 출사면(265b)의 종횡비는 동일하게 유지된다.

도 12는 종횡비 조절부가 아나모픽 렌즈(270)와 라이트 터널(275)을 포함하는 실시예를 도시한 것이다. 상기 라이트 터널(275)은 동일한 종횡비와 면적을 가지는 입사면(285a)과 출사면(275b)을 가진다. 상기 아나모픽 렌즈(270)와 라이트 터널(275)의 기능 및 작용은 도 8을 참조하여 설명한 것과 같으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

다음, 도 13a는 장축 방향 배열 방식의 디스플레이 패널을 채용한 조명계 및 프로젝션 시스템을 도시한 것으로, 제1 발광 소자 어레이(401a)와 콜리메이팅 렌즈 어레이(405)를 가지는 제1 광원 유닛(400a), 제2 발광 소자 어레이(401b)와 콜리메이팅 렌즈 어레이(405)를 가지는 제2 광원 유닛(400b), 제3 발광 소자 어레이(401c)와 콜리메이팅 렌즈 어레이(405)를 가지는 제3 광원 유닛(400c)과, 상기 제1 내지 제 3 광원 유닛(400a)(400b)(400c)의 광 출사면의 종횡비를 조절하기 위한 종횡비 조절부(420)를 포함한다. 상기 종횡비 조절부(420)는 도 13b에 도시된 바와 같이 입사면(420a)과, 상기 입사면(420a)과 다른 종횡비를 가지는 출사면(420b)을 가진다.

그리고, 상기 종횡비 조절부(420)를 통과한 광을 이용하여 화상을 형성하기 위한 디스플레이 패널(430)이 구비되는데, 도 13c에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널의 장축 방향과 마이크로미러(432)의 회전축(c) 방향이 평행하게 구성된다. 이와 같이 장축 방향 배열 방식의 디스플레이 패널에 대응되도록 상기 출사면(420b)이 가로 방향(z 방향에 대응)으로 긴 형태를 가진다.

미설명 부호 410은 칼라 합성 필터를, 410a는 제1 다이크로익 필터를, 410b는 제2 다이크로익 필터를, 415는 콘덴싱 렌즈군을, 425는 릴레이 렌즈를 각각 나타내며, 이들 부재들의 기능 및 작용은 도 9를 참조하여 설명한 바와 같으므로 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 상기 릴레이 렌즈(425)를 통과한 광은 반사부(426)에 의해 디스플레이 패널(430)로 입사되고, 상기 디스플레이 패널(430)에서 형성된 화상은 집속 렌즈(427,428)를 거쳐 투사 렌즈 유닛(435)으로 입사된 후 스크린(미도시)으로 확대 투사된다. 상기 투사 렌즈 유닛(435)은 비대칭형의 조리개(433)를 포함한다.

이와 같이 장축 방형 배열 방식의 디스플레이 패널을 이용하는 경우 디스플레이 패널(430)의 단축 방향 길이(430b)가 상기 반사부(426)에서 반사된 광이 디스플레이 패널에서 반사되어 나가는 광경로에 오도록 배치되므로 상기 반사부(426)와의 간섭 경로를 줄일 수 있다. 도 14는 장축 방향 배열 방식의 디스플레이 패널(430)에 대응되어 광원 유닛의 광 출사면(400s)과, 종횡비 조절부의 입사면(420a)과, 출사면(420b)과, 디스플레이 패널(430)의 종횡비와 발산각 분포를 비교하여 나타낸 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 종횡비가 조절된 조명계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템은 발광 소자를 광원으로 사용하고, 비대칭형의 조리개를 사용하는 경우 비대칭형의 조리개의 허용 발산각에 대응되는 발산각을 가지고, 디스플레이 패널에 대응되는 종횡비를 갖도록 광원 유닛의 광 출사면에서의 종횡비를 조절한다. 그럼으로써, 광효율을 향상시킴과 아울러 콘트라스트를 향상시키고, 이에 따라 발광 소자를 저전력으로 고휘도로 발광시킬 수 있어 발광 소자의 발열량을 줄일 수 있는 이점이 부가된다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims

복수의 마이크로미러의 회전에 따라 투사 렌즈 유닛으로의 광의 입사가 제어되는 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 패널로부터 입사된 광의 입사 허용각을 조절하기 위한 비대칭형의 조리개를 포함하는 프로젝션 시스템에 광을 조사하는 조명계에 있어서,

광을 조사하는 발광 소자로 이루어지고, 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 다른 종횡비의 출사면을 가지는 적어도 하나의 광원 유닛;

상기 광원 유닛의 출사면의 종횡비를 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 같아지도록 변환하는 종횡비 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 1항에 있어서,

상기 광원 유닛이 단일 칩의 발광 소자로 구성되고, 서로 다른 파장의 광을 조사하는 광원 유닛들이 구비되는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 2항에 있어서,

상기 광원 유닛들로부터 출사된 광을 동일한 경로로 진행하도록 해 주는 칼라 합성 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 1항에 있어서, 상기 광원 유닛이,

복수의 발광 소자가 2차원적으로 배열된 적어도 하나의 발광 소자 어레이와, 상기 발광 소자 어레이로부터 출사된 광을 평행광으로 만들어주는 콜리메이팅 렌즈 어레이를 포함하고, 서로 다른 파장의 광을 조사하는 광원 유닛들이 구비되는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 4항에 있어서,

상기 광원 유닛들로부터 출사된 광을 동일한 경로로 진행하도록 해 주는 칼라 합성 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 1항에 있어서,

상기 광원 유닛의 광 출사면은 하기의 조건식과 같은 종횡비를 가지는 것을 특징으로 하는 조명계.

<조건식>
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원 유닛과 상기 종횡비 조절부 사이에 배치되어 물체면과 상면의 1:1 컨쥬게이트 특성을 가지는 콘덴싱 렌즈군;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 종횡비 조절부의 출사면의 종횡비가 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 같은 것을 특징으로 하는 조명계.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 종횡비 조절부는 테이퍼진 라이트 터널인 것을 특징으로 하는 조명계.
제 9항에 있어서,

상기 종횡비 조절부는 상기 광원 유닛의 광 출사면과 같은 종횡비를 가지는 입사면과, 상기 디스플레이 패널과 같은 종횡비를 가지는 출사면을 가지는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 종횡비 조절부는 물체면과 상면의 1:1 컨쥬게이트 특성을 가지는 아나모픽(anamorphic) 렌즈와, 같은 면으로 된 입사면과 출사면을 가지는 라이트 터널을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 11항에 있어서,

상기 라이트 터널의 입사면과 출사면은 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 같은 종횡비를 가지는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 종횡비 조절부는 직각 프리즘과, 상기 직각 프리즘에서 출사된 광의 광축 상에 배치되고, 같은 면적의 입사면과 출사면을 가지는 라이트 터널을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 13항에 있어서,

상기 라이트 터널의 입사면과 출사면은 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 같은 종횡비를 가지는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 종횡비 조절부는 상기 마이크로미러의 회전축에 대해 수직한 방항으로의 길이를 조절하여 광 출사면의 종횡비를 조절하는 것을 특징으로 하는 조명계.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조명계는 상기 종횡비 조절부로부터 출사된 광을 상기 디스플레이 패널로 전달하기 위한 릴레이 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명계.
발광 소자를 광원으로 사용하여 확대된 화상을 형성하는 프로젝션 시스템에 있어서,

광을 조사하는 발광 소자로 이루어지고, 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 다른 종횡비의 출사면을 가지는 적어도 하나의 광원 유닛;

상기 광원 유닛의 출사면의 종횡비를 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 같아지도록 변환하는 종횡비 조절부;

복수의 마이크로미러가 2차원적으로 배열되고, 입력된 화상 신호에 따라 상기 마이크로미러가 회전되어 입사광이 변조됨으로써 화상을 형성하는 디스플레이 패널;

상기 디스플레이 패널로부터 입사된 광의 입사 허용각을 조절하기 위한 비대칭형의 조리개를 가지고, 상기 화상을 스크린에 확대 투사하는 투사 렌즈 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 17항에 있어서,

상기 광원 유닛이 단일 칩의 발광 소자로 구성되고, 서로 다른 파장의 광을 조사하는 광원 유닛들이 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 18항에 있어서,

상기 광원 유닛들로부터 출사된 광을 동일한 경로로 진행하도록 해 주는 칼라 합성 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 17항에 있어서, 상기 광원 유닛이,

복수의 발광 소자가 2차원적으로 배열된 적어도 하나의 발광 소자 어레이와, 상기 발광 소자 어레이로부터 출사된 광을 평행광으로 만들어주는 콜리메이팅 렌즈 어레이를 포함하고, 서로 다른 파장의 광을 조사하는 광원 유닛들이 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 20에 있어서,

상기 광원 유닛들로부터 출사된 광을 동일한 경로로 진행하도록 해 주는 칼라 합성 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 17항에 있어서,

상기 광원 유닛의 광 출사면은 하기의 조건식과 같은 종횡비를 가지는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.

<조건식>
제 17항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원 유닛과 상기 종횡비 조절부 사이에 배치되어 물체면과 상면의 1:1 컨쥬게이트 특성을 가지는 콘덴싱 렌즈군;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝 션 시스템.
제 17항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 종횡비 조절부의 출사면의 종횡비가 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 같은 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 17항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 종횡비 조절부는 테이퍼진 라이트 터널인 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 25항에 있어서,

상기 종횡비 조절부는 상기 광원 유닛의 광 출사면과 같은 종횡비를 가지는 입사면과, 상기 디스플레이 패널과 같은 종횡비를 가지는 출사면을 가지는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 17항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 종횡비 조절부는 물체면과 상면의 1:1 컨쥬게이트 특성을 가지는 아나모픽(anamorphic) 렌즈와, 같은 면으로 된 입사면과 출사면을 가지는 라이트 터널을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 27항에 있어서,

상기 라이트 터널의 입사면과 출사면은 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 같은 종횡비를 가지는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 17항 내지 제 22 중 어느 한 항에 있어서,

상기 종횡비 조절부는 직각 프리즘과, 상기 직각 프리즘에서 출사된 광의 광축 상에 배치되고, 같은 면적의 입사면과 출사면을 가지는 라이트 터널을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 29항에 있어서,

상기 라이트 터널의 입사면과 출사면은 상기 디스플레이 패널의 종횡비와 같은 종횡비를 가지는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 17항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 종횡비 조절부는 상기 마이크로미러의 회전축에 대해 수직한 방항으로의 길이를 조절하여 광 출사면의 종횡비를 조절하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 17항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조리개는 마이크로미러의 회전축으로 장축을 가지고, 회전축에 대해 수 직한 방향으로 단축을 가지는 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 17항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 디스플레이 패널은 상기 마이크로미러의 회전축과 평행한 방향으로 장축 길이를 가지는 직사각형 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 33항에 있어서,

상기 마이크로미러는 사각형 형태이고, 상기 마이크로미러의 회전축이 마이크로미러의 대각선 방향으로 위치된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 17항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 종횡비 조절부와 디스플레이 패널 사이에 종횡비 조절부로부터 출사된 광을 상기 디스플레이 패널로 전달하기 위한 릴레이 렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
제 17항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 종횡비 조절부로부터 출사된 광을 상기 디스플레이 패널로 향하도록 반사시키는 반사부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.