KR0141833B1

KR0141833B1 - 편광회전을 이용한 lcd프로젝터

Info

Publication number: KR0141833B1
Application number: KR1019900015810A
Authority: KR
Inventors: 이승규
Original assignee: 이헌조; 금성사
Priority date: 1990-09-29
Filing date: 1990-09-29
Publication date: 1998-06-15
Also published as: KR920007458A

Abstract

본 발명은 LCD 프로젝터의 광학계에 관한 것이다. 종래의 LCD 프로젝터는 램프에서 입사되는 빛이 50%밖에 LCD 패널에 투과되지 못하여 램프의 효율이 저하되는 것이었다. 본 발명은 LCD 패널의 후방측에 편광분리기와 λ/4 플레이트, 2매의 전반사 미러로 구성되는 편광회전부를 배치하여 램프의 빛을 100% 모두 LCD 패널로 투과시킴으로써 램프의 효율을 배가시킨 것이다.

Description

편광회전을 이용한 LCD프로젝터

제1도는 일반적인 LCD 프로젝터의 광학계를 보인 계통도.

제2도는 본 발명에 의한 LCD 프로젝터의 광학계를 보인 계통도.

제3도 내지 제5도는 본 발명에 의한 LCD 프로젝터의 요부 구성 및 작용을 보인 것으로,

제3도는 평면도.

제4도는 작용도.

제5도는 분해 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1; 램프7, 8, 9; LCD 패널

20, 30,40; 편광회전부21, 31, 41; 편광빔 본체

22, 32, 42; B, G, R λ/4 플레이트23, 33, 43; 전반사 미러

24, 34, 44; 전반사 미러25, 35, 45; 밝기 보정필터

본 발명은 LCD 프로젝터에 관한 것으로, 특히 편광회전부를 이용하여 램프의 효율을 배가시킨 편광회전을 이용한 LCD 프로젝터에 관한 것이다.

일반적으로 LCD 프로젝터는 화상에 필요한 적(Red), 녹(Green) 및 청(Blue)의 3색을 분리하고, 다시 결합하는 방법으로 빛을 진행시켜 R, G, B 각각의 화상을 한 화면으로 조합함으로써 실제의 화상을 재현시키도록 되어 있다.

이때, 조명 빛으로 통상 할로겐 램프를 사용하게 되는 데 상기 할로겐 램프의 스펙트럼 상에는 R, G, B의 스펙트럼 분포를 모두 가지고 있으므로 다이크로익 미러(dichroic mirror)로 각 R, G, B로 분리시킨 후, 투과형 액정 패널(panel)을 거치는 동안 화상의 정보에 따라 빛의 투과도가 달라지는 현상을 이용하게 되며, R, G, B 화상을 다시 다이크로익 미러로 합성하여 프로젝션 렌즈를 통해 스크린 상에 투사하는 시스템으로 되어 있다.

상기한 바와 같은 일반적은 LCD 프로젝터의 전형적인 일 예를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시된 바와 같이 조명광으로 사용되는 할로겐 램프(1)와 청색(B) 반사형 다이크로익 미러(2)와, 녹색(G) 반사형 다이크로익 미러(3), 전반사 미러(4)가 동축적으로 배치되고, 상기 청색 반사형 다이크로익 미러(2) 및 전반사 미러(4)의 수직축선상에 전반사 미러(5, 6)가 각각 배치되며, 그 전반사 미러(5, 6)의 사이 및 녹색 반사형 다이크로익 미러(3)의 수직축선상에 U자형으로 LCD 패널(7, 8, 9)이 배치되고, 상기 LCD 패널(7, 8, 9)의 내측에는 적색(R) 반사형 다이크로익 미러(10)의 중간부 양측에 청색 반사형 다이크로익 미러(11, 11')가 수직으로 부착된 +자형 다이크로익 미러 조립체(12)가 배치되며, 상기 +자형 다이크로익 미러 조립체(12)의 수직축선상에 프로젝션 렌즈(13)가 배치된 구조로 되어 있다.

이와 같이 구성되는 LCD 프로젝터는 할로겐 램프(1)에서 발사된 빛 중 먼저 청색광이 청색 반사형 다이크로익 미러(2)에서 반사되어 전반사 미러(5)를 거친 후 LCD 패널(7)로 입사되며, 한편 청색 반사형 다이크로익 미러(2)에서 투과된 나머지 적색광 및 녹색광 중 녹색광은 녹색 반사형 다이크로익 미러(3)에서 반사되어 LCD 패널(8)로 입사되고 또한 녹색 반사형 다이크로익 미러(3)에서 투과된 적색광은 전반사 미러(4, 6)를 각각 거친 다음 LCD 패널(9)로 입사된다.

이와 같이 각 LCD 패널(7, 8, 9)에서 재생된 화면에 따라 투과되는 각 적색, 녹색, 청색 화상들이 +자형 다이크로익 미러(12)의 청색 반사형 다이크로익 미러(11, 11')와, 적색 반사형 다이크로익 미러(10)로 입사되어 청색과 적색의 화상은 반사된 후 합쳐지게 되고 녹색 화상은 투과된 후 이들과 합쳐져서 프로젝션 렌즈(13)를 통해 확대 투사된다.

그러나 이와 같은 일반적인 LCD 프로젝터는 LCD 패널(7, 8, 9)을 기준으로 볼 때 입사되는 빛에 대하여 투과해서 나가는 빛의 비율이 통상 50% 정도로서 50% 정도의 빛을 낭비하게 되는 결과를 초래하게 되므로 할로겐 램프(1)의 사용 효율이 감소되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 이하 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 의한 편광회전을 이용한 LCD 프로젝터의 광학계를 보인 계통도로서, 이에 도시한 바와 같이 램프(1)와 청색 반사형 다이크로익 미러(2)와, 녹색 반사형 다이크로익 미러(3)와, 전반사 미러(4)가 동축적으로 배치되고, 상기 녹색 반사형 다이크로익 미러(3)의 수직축성상에 U자형상으로 LCD 패널(7, 8, 9)가 배치되며, 상기 LCD 패널(7, 8, 9)의 내측에는 적색 반사형 다이크로익 미러(10)의 중간부 양측에 청색 반사형 다이크로익 미러(11, 11')가 수직으로 분착된 +자형 다이크로익 미러 조립체(12)가 배치되고, 상기 +자형 다이크로익 미러 조립체(12)의 수직축선상에 프로젝션 렌즈(13)가 배치되는 구성은 종래의 기술에서와 동일하다.

상기 LCD 패널(7, 8, 9)의 후방측에 편광회전부(20, 30, 40)를 배치하고, 상기 편광회전부(20, 30, 40)와 LCD 패널(7, 8, 9)의 사이에 밝기보정필터(25, 35,45)를 배치하여 구성한 것이다.

본 발명에 따라 상기 편광회전부(20, 30, 40)는 편광빔 분리기(PBS : Polarization Beam Splitter)(21, 31, 41)의 일측면에 청, 녹, 적색 λ/4 플레이트(22, 32, 42) 및 전반사 미러(23, 33, 43)가 배치되고, 상기 편광빔 분리기(21, 31, 41)에 일정 각도로 LCD 패널(7, 8, 9)을 향하도록 전반사 미러(24, 34, 44)가 배치된 구조로 되어 있다.

상기 램프(1)는 메탈 할라이드 램프(metal halide lamp)를 이용하여 평행광이 나가도록 반사경이 부착되어 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 LCD 프로젝터의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

제2도에 도시한 바와 같이 램프(1)에서 발사되는 평행광의 적, 녹, 청색중에서 먼저 청색광이 청색 반사형 다이크로익 미러(2)에서 반사되어 편광회전부(20)로 입사되며, 그 편광회전부(20)의 편광빔 분리기(21)에서 편광을 분리시킨 후 LCD 패널(7)을 투과하게 된다.

이를 제3도 내지 제5도에 도시한 편광회전부(30)를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

편광빔 분리기(31)에서 투과된 빔은 액정에서 요구되는 편광 방향으로 편광되어 나가고, 나머지 반사된 편광은 녹색 λ/4 플레이트(32)를 거쳐 편광이 되며, 전반사 미러(33)에 반사되어 다시 반대 방향으로 회전하는 원편광이 된다.

이 원편광은 다시 녹색 λ/4 플레이트(32)를 거쳐 처음에 들어오던 편광 방향에 대하여 90°회전하여 다시 편광빔 분리기(31)로 입사되는데 이때 처음 편광빔 분리기(31)에서 반사되어 나오던 편광 방향에 대하여 90°회전되어 있으므로 반사되지 않고 투과되며, 이는 액정에서 요구되는 편광 방향으로 되어 LCD 패널(8)로 투과된다.

이렇게 하여 양분되어 나온 편광빔은 밝기가 변할 수 있으므로 이를 보정하기 위하여 밝기보정필터(35)를 사용하게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 동일한 원리에 의하여 적색, 녹색, 청색 각각의 빛은 LCD 패널(7, 8, 9)를 투과하여 화상을 얻게 되며, 종래와 동일한 작용에 의하여 합쳐진 후 프로젝션 렌즈(13)를 통해 확대 투사되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 편광회전부를 이용하여 램프에서 나오는 빛을 100% 사용하게 되므로 램프의 사용 효율을 향상시키게 된다. 예를 들면 종래의 구조에서 200W의 램프를 사용하는 경우에는 본 발명의 구조로서 100W의 램프로 동일한 밝기를 얻을 수 있으며, 종래와 동일한 200W의 램프를 사용할 경우 밝기를 종래보다 2배로 향상시킬 수 있다.

Claims

램프(1)에 동축상에 배치되는 청색 반사형 다이크로익 미러(2)와 녹색 반사형 다이크로익 미러(3) 및 전반사 미러(4)와; 상기 각 미러(2, 3, 4)에서 반사된 청, 녹, 적색광이 각각 투과되어 청, 녹, 적색 화상을 형성하는 LCD 패널(7, 8, 9)과, 각 LCD 패널(7, 8, 9)를 투과한 청, 녹, 적색 화상을 합성하는 +자형 다이크로익 미러 조립체(12)와; 합성된 화상을 투사하는 프로젝션 렌즈(13) 및; 상기 청색 반사형 다이크로익 미러(2)와 청색 LCD 패널(7)의 사이와 녹색 반사형 다이크로익 미러(3)와 녹색 LCD 패널(8) 사이 및 전반사 미러(4)와 적색 LCD 패널(9) 사이에 각각 편광빔 분리기(21, 31, 41)와, 이 편광빔 분리기(21, 31, 41)의 일측면에 부착되어 편광빔 분리기에서 분리된 편광중 반사중 편광이 투과되는 청, 녹, 적색 λ/4 플레이트(22, 32, 42)와, 이들 λ/4 플레이트(22, 32, 42)의 외측에 배치되어 λ/4 플레이트를 투과한 빛을 반사시켜 다시 λ/4 플레이트를 투과하면서 원편광으로서 편광빔 분리기(21, 31, 41)를 투과하여 상기 각 LCD 패널(7, 8, 9)로 진행하도록 하는 전반사 미러(23, 33, 43)와, 상기 편광빔 분리기(21, 31, 41)에서 분리된 편광중 투과된 편광을 반사시켜 상기 각 LCD 패널(7, 8, 9)측으로 진행시키는 전반사 미러(24, 34, 44)를 가지는 편광회전부(20, 30, 40);를 배치하여서 됨을 특징으로 하는 편광회전을 이용한 LCD 프로젝터.
제1항에 있어서, 상기 각 LCD 패널(7, 8, 9)와 편광회전부(20, 30, 40)의 사이에 밝기보정필터(25, 35, 45)를 배치하여 구성함을 특징으로 하는 편광회전을 이용한 LCD 프로젝터.