KR100188972B1 - 액정프로젝트의 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정프로젝트의 조명장치에 관한 것으로서, 광원 및 광원에서 출사된 광빔을 집속하여 평행광선으로 재배향시키고, 이 평행광선의 광로상의 단면이 사각형상이 되도록 그 중심축에 대해 거리가 다른 다수의 포물반사면으로 결합된 포물반사경 유니트로 구성됨으로써, 광원에서 출사된 광이 액정표시관의 수광면상에 집속되는 집속효율이 증가되고, 그 결과 액정프로젝트가 대형스크린을 구현하는데 필요한 고휘도의 조명장치를 제공할 수 있다.

Description

액정프로젝트의 조명장치

제1도는 일반적인 액정프로젝트의 조명장치에 대한 광학적 배치 구성도.

제2도는 제1도의 조명장치에서 출사된 광빔의 광경로상에서의 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 액정프로젝트의 조명장치의 개략적인 사시도.

제4도는 제3도의 포물반사경 유니트의 평면도.

제5도는 광학적 설명을 위해 도시한 제3도의 부분 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 광원 2 : 포물경

3 : 짐속렌즈 유니트 4, 14 : 액정표시관

12 : 포물반사경 유니트 12a, 12b : 포물반사면

본 발명은 액정표시관에 평행한 광빔을 입사시키는 액정프로젝트의 조명장치에 관한 것이다.

액정프로젝트는 액정표시소자가 조합된 액정표시관에 평행광선을 입사시켜 발생된 영상을 투사렌즈를 통해 확대시켜 대형스크린에 투사하는 방식의 영상표시장치이다.

이와같은 액정프로젝트에 있어서, 액정표시소자에 입사시키는 평행광선을 얻기 위한 조명장치가 다양한 방법으로 구현되고 있다.

제1도에 일반적인 액정프로젝터의 조명장치에 대한 광학계의 구성을 개략적으로 도시하였다.

도시된 바와 같이, 광원(1)에서 출사된 방사광을 포물경(2)에서 집속한 후, 평행빔으로 재배향시키고, 이 평행빔을 집속렌즈유니트(3)에 의해 액정표시관(4)에 입사시킨다. 여기서 집속렌즈(3)는 실질적인 광원(1)의 크기 및 포물경(2)의 반사면의 비균질한 곡률표면에 의해 야기되는 비평행광선을 보정하고, 액정표시관(4)의 수광면에 대해 최대 투과율을 얻을 수 있는 입사방향을 제공하도록 일매 이상의 렌즈에 의해 구성된다.

이와 같이, 구성배치된 조명장치에 있어서, 일반적인 스크린의 영상면이 사각이고, 사각의 영상면내로 영상을 투사하기 위해 영상을 발생시키는 액정표시관(4)의 수광면도 스크린의 영상표시면과 일치하도록 사각의 형상으로 이루어진다. 이와 같이 액정표시관(4)의 수광면이 사각형상이지만, 광원(1)에서 방사된 광을 평행광으로 재배향시키는 포물경(2)의 광출사측 개구가 원형이기 때문에, 포물경(2)으로부터 출사된 원형의 단면을 갖는 평행빔중 액정표시관(4)의 사각형 수광면내로 집속되지 않는 광은 무효광으로 된다.

이러한 결과를 설명하기 위해 제1도의 포물경에서 출사된 광빔의 광경로상에서의 단면을 제2도에 도시하였다.

도시된 원형의 단면을 갖는 빔중 액정표시관(4)의 사각형 수광면에 해당하는 유효단면(2e)을 제외한 부분(2f)은 실질적으로 영상을 발생시키는데 기여하지 않게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 광원에서 출사된 광을 액정표시관의 수광영역의 형상에 맞도록 광빔을 집속하여 평행광으로 액정표시관에 재배향시키는 액정프로젝트의 조명장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정프로젝트의 조명장치는 광원; 개구가 실질적으로 사각형상이며, 상기 광원에서 방사된 광을 반사하여 평행광선으로 광로를 변환시키고, 상기 평행광선의 광로상의 단면이 사각형상이 되도록 그 중심축에 대해 거리가 다른 다수의 포물반사면으로 결합된 포물반사경 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 액정프로젝트의 조명장치를 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명의 액정프로젝트의 조명장치의 개략적인 사시도이다.

도시된 바와 같이 광원(11)과, 광원에서 출사된 광빔을 집속하여 평행광선으로 재배향시키고, 이 평행광선의 광로상의 단면이 사각형상이 되도록 그 중심축에 대해 거리가 다른 다수의 포물반사면으로 결합된 포물반사경 유니트(12)로 구성되어, 광원(11)에서 출사된 광을 액정표시관(14)의 수광면에 투사시킨다. 여기서, 광원(11)에서 출사된 빔을 평행광선으로 재배향시키면서, 액정표시관(14)의 수광면내로 정확히 투사시키기 위한 각 포물반사면의 배치를 살펴보자.

제4도는 제3도의 포물반사경 유니트(12)의 광출사면에서 본 평면도이다.

먼저 제4도를 통해 다수의 포물반사면이 설계되고, 결합되는 과정을 살펴본다.

먼저 액정표시관(14)의 수광면의 사각형상에서 대각선(B')이 교차하는 중심점(S)을 기준으로하여 이 사각형상을 다수의 직선(예, A)으로 분할한다. 이 직선들은 반드시 중심점(S)을 통과해야 하고, 사각형상을 대칭분할하도록 해야한다. 다음은, 중심점(S)을 기준으로 중심점(S)에서 각 직선이 사각형상의 경계선과 교차되는 거리보다 약간 더 긴 거리가 그 반지름이 되도록 원호를 그린다. 이 원호는 반드시 사각형상의 외곽에 위치되어야 한다. 따라서 인접한 두 개의 직선과 원호에 의해 분할영역(예; A, B)이 형성되고, 이 분할영역은 두 직선이 서로 중심점(S)에서 교차한후 확대되기 때문에 이 분할영역 또한 중심점(S)을 벗어날수록 확대되고, 중심점(S)을 기준으로 대칭형상이 된다. 따라서 각 포물반사면의 형상은 액정표시관(14)의 수광면에 투영시킬 때 그 투영면이 정확히 이 분할영역과 정합되도록 설계되고, 각 포물반사면을 결합시킴으로써, 목적하고자 하는 포물반사경 유니트(12)가 된다. 그 결과 광원(11)에서 출사된 광은 각 포물반사면에서 집속된후 재배향되어, 정확히 각 포물반사면에 해당하는 분할영역으로 평행한 광을 투사시킴으로써, 액정표시관(14)을 벗어나는 무효광이 발생되지 않는다. 여기서 사각형상이라함은 사각형 또는 모니터의 스크린형상과 같이 그 외각이 약간의 곡률을 갖는 형상을 포함한다.

이렇게 분할영역에 해당하는 포물반사면으로 설계 결합된 포물반사경 유니트(12)에서는 사각형상을 분할하는 분할영역의 수에 비례하여 광집속효율과 평행빔의 균일도가 향상된다.

제5도에는 이러한 동작의 광학적 설명을 위해 광경로상의 광학적 배치 구성을 도시하였다. 참고적으로, 도면상의 복잡성을 해소하기 위해 제4도의 분할영역 A 및 B에 해당하는 포물반사면에 대해서만, 그 광경로를 나타낸다.

분할영역 A에 해당하는 포물반사면(12a)은 광원(11)에서 출사된 광을 반사시켜, 분할영역A에 골고루 입사시키고, 분할영역 B에 해당하는 포물반사면(12b)은 광원(11)에서 출사된 광을 집속하여, 분할영역B에 골고루 입사시킨다.

광원(11)은 두 개의 포물반사면(12a, 12b)의 초점거리가 다르기 때문에 실질적으로 광원(11)에서 각 포물반사면(12a, 12b)까지의 거리가 다르게 된다.

지금까지 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정프로젝트의 조명장치가 제공됨으로써, 광원에서 출사된 광이 액정표시관의 수광면상에 집속되는 집속효율이 증가되고, 그 결과 액정프로젝트가 대형스크린을 구현하는데 필요한 고휘도의 조명장치를 제공할 수 있다.

Claims (1)

1. 광원; 개구가 실질적으로 사각형상이며, 상기 광원에서 방사된 광을 반사하여 평행광선으로 광로를 변환시키고, 상기 평행광선의 광로상의 단면이 사각형상이 되도록 그 중심축에 대해 거리가 다른 다수의 포물반사면으로 결합된 포물반사경 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정프로젝트의 조명장치.