KR100219673B1 - 프로젝터용 렌즈유니트 - Google Patents

Abstract

프로젝터용 렌즈유니트가 개시되어 있다. 이 개시된 렌즈유니트는 램프쪽에서 입사된 광을 균일광으로 바꾸어주는 스크램블러와; 스크램블러와 화상을 생성하는 액정패널 사이의 광경로 상에 배치되어 스크램블러를 통과한 광이 액정패널의 전면에 조사되도록 하는 이미지렌즈; 및 이미지렌즈와 액정패털 사이의 광경로 상에 배치되어 이미지렌즈를 투과한 광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈를 포함하며, 이미지렌즈로 양의 파우어를 갖는 제1이미지렌즈와, 양의 파우어를 갖는 제2이미지렌즈를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

프로젝터용 렌즈유니트{Lens unit for projector}

본 발명은 프로젝터용 렌즈유니트에 관한 것으로서, 상세하게는 램프와 액정패널 사이에 2매의 이미지렌즈를 구비한 프로젝터용 렌즈유니트에 관한 것이다.

도 1은 하나의 액정패널로 칼라 화상을 구현 할 수 있도록 된 프로젝터의 광학적 배치를 보인 개략도이다.

도시된 바와 같이, 램프(10)에서 출사되고 반사경(11)에서 반사된 광은 어퍼쳐를 통과하면서 스크린에 대응하는 가로 대 세로 비율을 갖는 사각형상의 광으로 된다. 이 광은 스크램블러(13)를 통과하면서 균일한 광이 되고, 이미지렌즈(14)와 적외선 광을 투과시키는 핫미러(15) 그리고 입사광을 평행광을 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈(16)를 경유하여 거의 평행한 상태로 화상생성수단에 입사된다. 상기 화상생성수단은 액정표시소자(18) 및 그 전후에 설치된 편광판(17)을 포함하며, 그 후면에서 입사된 광을 매개로 화상을 생성한다. 이 화상생성수단에서 생성된 광은 수속렌즈(19)를 통과하고, 화상의 초점정도 및 확대비를 결정하는 반사미러(21) 및 다수의 렌즈유니트(22)를 포함하는 투사렌즈(20)를 경유한 후, 캐비넷 내의 스크린(24)의 후면에 소정 각도의 기울기로 배치된 전반사미러(23)에서 반사되어 스크린(24)에 확대 투영된다.

상기 이미지렌즈(14)와 상기 콜리메이팅렌즈(16)는 상기 스크램블러(13)를 통과한 균일광이 상기 액정표시소자(18)의 전면(全面)에 고르게 분포되도록 하는 광학부재로, 상기 이미지렌즈(14)는 상기 스크램블러(13)를 통과한 광을 상기 액정패널 크기로 확대시키고, 상기 콜리메이팅렌즈(16)는 확대된 광을 평행광을 바꾸어준다. 이와 같은 기능을 위하여 종래의 프로젝터에 채용된 이미지렌즈는 4매 렌즈로 구성된다. 이와 같이, 4매의 렌즈로 이미지렌즈를 구성하는 경우는 그 광학적 정렬이 어렵고, 부품수가 많으므로 제조원가가 상승한다는 단점이 있다.

한편, 일본 특허 공개공보 평 5-72628호(명칭; 광원장치, 공개일; 1993. 3. 26.)의 도 1을 살펴볼 때, 상기한 스크램블러에 대응되는 로드 인터그레이터(rod intergrator)와, 액정패널 사이에 두 매의 콘덴싱렌즈와, 일 매의 필드렌즈가 개시되어 있다. 이와 같이, 콘덴싱렌즈를 두 매 구비함으로써 상기한 바와 같은 광학계의 부품수를 줄일 수 있다는 이점이 있다. 하지만, 상기 필드렌즈를 통해 입사광을 집속시킨 채로 액정패널을 투과하도록 구성됨으로써, 액정패널에 의해 형성된 화상의 왜곡, 만곡 및 비점수차 등의 수차가 크게 발생한다는 문제점이 있고, 이를 보상하기 위한 투사렌즈의 구성이 복잡해진다는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 단점을 감안하여 안출된 것으로서, 두 매의 이미지렌즈와 콜리메이팅렌즈를 채용하고 이 광학요소의 광학적 설계를 최적화함으로써 액정패널에 확대된 평행광이 입사되도록 함과 아울러 광학렌즈의 부품수를 절감할 수 있도록 된 프로젝터용 렌즈유니트를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 하나의 액정패널로 칼라 화상을 구현 할 수 있도록 된 프로젝터의 광학적 배치를 보인 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 프로젝터용 렌즈유니트를 보인 개략도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10...램프 11...반사경 12...어퍼쳐

13,31...스크램블러 14,32...이미지렌즈 15...핫미러

16,35...콜리메이팅렌즈 17...편광판 18,36...액정표시소자

19...수속렌즈 20...투사렌즈 23...전반사미러

24...스크린 33...제1이미지렌즈 34...제2이미지렌즈

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 프로젝터용 렌즈유니트에 있어서, 램프쪽에서 입사된 광을 균일광으로 바꾸어주는 스크램블러와; 상기 스크램블러와 화상을 생성하는 액정패널 사이의 광경로 상에 순차로 배치되며, 상기 스크램블러를 통과한 광을 확대시켜 상기 액정패널의 전면에 조사되도록 각각 양의 파우어를 갖는 제1 및 제2이미지렌즈와; 상기 제2이미지렌즈와 상기 액정패널 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 제1 및 제2이미지렌즈를 투과하여 확대된 광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈;를 포함하고, 상기 제1이미지렌즈와, 제2이미지렌즈 및 상기 콜리메이팅렌즈는 하기의 표를 만족하는 것을 특징으로 한다.

렌 즈	곡률반경[mm]	렌즈면 사이 간격[mm]	굴절률(N)	분산 (υ)
제1이미지렌즈	R1 = -40.0000	D1 = 7.000	1.5168	64.2
	R2 = -17.5662	D2 = 23.4710
제2이미지렌즈	R3 = 49.0548	D3 = 8.8000
	R4 = -33.9409	D4 = 110.5861
콜리메이팅렌즈	R5 = 67.4843	D5 = 11.4000
	R6 = ∞	-

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 프로젝터용 렌즈유니트의 광학적 배치를 보인 개략도이다. 도시된 바와 같이, 프로젝터용 렌즈유니트는 램프(도1의 10)와 액정패널(36) 사이의 광경로 상에 순차로 구비된 스크램블러(31)와, 이미지렌즈(32)와, 콜리메이팅렌즈(34)를 포함한다.

상기 스크램블러(31)는 상기 램프(10)에서 출사되어 입사되는 광을 난반사시켜 입사광의 균일도를 향상시키는 역할을 한다. 또한, 이 스크램블러(31)는 그 단면이 상기 액정패널(36)의 가로 대 세로 비율과 같은 사각형상으로 되어 있어서, 출사광을 상기 액정패널(36)의 모양으로 만드는 역할을 한다. 상기 이미지렌즈(32)는 상기 스크램블러(31)를 통과한 광을 확대시켜 상기 액정패널(36)의 전면(全面)으로 입사되도록 한다. 이 이미지렌즈(32)는 각각 양의 파우어를 가지는 제1이미지렌즈(33)와, 제2이미지렌즈(34)로 구성된다. 상기 콜리메이팅렌즈(35)는 상기 이미지렌즈(32)와 액정패널(36) 사이의 광경로 상에 배치되며, 상기 제2이미지렌즈(34)를 통과하여 발산되는 광을 평행광을 바꾸어준다.

이와 같이, 구비된 본 발명에 따른 렌즈유니트에 있어서, 상기 제1 및 제2이미지렌즈(33)(34)와, 상기 콜리메이팅렌즈(35)는 표 1에 도시된 바와 같은 렌즈 데이터를 가지는 것이 바람직하다.

렌 즈	곡률반경[mm]	렌즈면 사이 간격[mm]	굴절률(N)	분산 (υ)
제1이미지렌즈	R1 = -40.0000	D1 = 7.000	1.5168	64.2
	R2 = -17.5662	D2 = 23.4710
제2이미지렌즈	R3 = 49.0548	D3 = 8.8000
	R4 = -33.9409	D4 = 110.5861
콜리메이팅렌즈	R5 = 67.4843	D5 = 11.4000
	R6 = ∞	-

여기서, R1, R3, R5는 각 렌즈의 입사쪽면 곡률반경이고, R2, R4, R6은 각 렌즈의 출사쪽면 곡률반경이다. 또한, D1, D3, D5는 각 렌즈의 광축상의 두께이고, D2는 제1이미지렌즈와 제2이미지렌즈 사이의 간격이며, D4는 제2이미지렌즈와 콜리메이팅렌즈 사이의 간격이다.

상기한 바와 같이, 스크램블러에서 균일하게 된 광을 확대시키는 이미지렌즈와, 입사광을 평행광으로 변환시키는 콜리메이팅렌즈를 표 1에 도시된 바와 같이 설계함으로써, 액정패널에 확대된 평행광이 입사되도록 하여 액정패널을 통해 형성된 화상의 수차 관리가 용이하도록 함과 아울러, 광학렌즈의 부품수를 절감할 수 있다. 또한, 부품수 절감에 따른 부가적인 효과로 광학렌즈의 광학적 정렬이 용이하다는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 프로젝터용 렌즈유니트에 있어서,

   램프쪽에서 입사된 광을 균일광으로 바꾸어주는 스크램블러와;

   상기 스크램블러와 화상을 생성하는 액정패널 사이의 광경로 상에 순차로 배치되며, 상기 스크램블러를 통과한 광을 확대시켜 상기 액정패널의 전면에 조사되도록 하는 각각 양의 파우어를 갖는 제1 및 제2이미지렌즈와;

   상기 제2이미지렌즈와 상기 액정패널 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 제1 및 제2이미지렌즈를 투과하여 확대된 광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈;를 포함하고,

   상기 제1이미지렌즈와, 제2이미지렌즈 및 상기 콜리메이팅렌즈는 아래 표를 만족하는 것을 특징으로 하는 프로젝터용 렌즈유니트.

   표

   렌 즈 곡률반경[mm] 렌즈면 사이 간격[mm] 굴절률(N) 분산 (υ) 제1이미지렌즈 R1 = -40.0000 D1 = 7.000 1.5168 64.2 R2 = -17.5662 D2 = 23.4710 제2이미지렌즈 R3 = 49.0548 D3 = 8.8000 R4 = -33.9409 D4 = 110.5861 콜리메이팅렌즈 R5 = 67.4843 D5 = 11.4000 R6 = ∞ -