KR100224903B1

KR100224903B1 - Reflection type projector

Info

Publication number: KR100224903B1
Application number: KR1019970013026A
Authority: KR
Inventors: 최순철
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR19980076346A

Abstract

한 화면 구성시 칼라화상 구현에 사용되는 세 칼라를 동시에 중첩시킴으로써, 스크린에 투사되는 광의 밝기를 높일 수 있도록 된 반사형 프로젝트장치가 개시되어 있다.Disclosed is a reflective project apparatus that can increase brightness of light projected on a screen by simultaneously superimposing three colors used to implement a color image in one screen configuration.

이 개시된 반사형 프로젝트장치는 광을 생성 투사하는 광원과; 광원쪽에서 입사된 광을 발산/집속 또는 난반사시켜 균일광이 되도록 하는 광혼합수단과; 광혼합수단을 투과한 광을 집속시켜 평행광이 되도록 하는 릴레이렌즈유니트와; 입사광을 편광성분에 따라 선택적으로 투과 및 반사시켜 입사광의 진행경로를 변환시키는 편광빔스프리터와; 편광빔스프리터의 일 광출사면에 이웃되게 배치되어 입사광이 파장에 따라 분리되도록 입사광을 선택적으로 투과 및 반사시키는 제1 및 제2경면을 가지는 이색 빔스프리터와; 이색 빔스프리터의 세 광출사면 각각에 이웃되게 배치되어 이색 빔스프리터에서 출사된 광을 집속 및 발산시켜 입사광의 광폭을 축소시키는 제1, 제2 및 제3콘덴서렌즈유니트와; 제1, 제2 및 제3콘덴서렌즈유니트 각각에 이웃되게 배치되어 각 칼라에 해당하는 화상을 생성하고 이를 반사시키는 제1, 제2 및 제3표시소자와; 편광빔스프리터와 이웃되게 배치되어 이색 빔스프리터쪽에서 입사되고 편광빔스프리터에 의해 경로가 변환된 광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈유니트를; 포함하여 된 것을 특징으로 한다.The disclosed reflective project apparatus includes a light source for generating and projecting light; Light mixing means for diverging / converging or diffusely reflecting the light incident from the light source to be uniform light; A relay lens unit for condensing the light passing through the light mixing means to be parallel light; A polarization beam splitter for selectively transmitting and reflecting the incident light according to the polarization component to change the advancing path of the incident light; A dichroic beam splitter disposed adjacent to one light exit surface of the polarizing beam splitter and having first and second mirror surfaces for selectively transmitting and reflecting incident light so that incident light is separated according to a wavelength; First, second and third condenser lens units disposed adjacent to each of the three light exit surfaces of the dichroic beam splitter to focus and diverge the light emitted from the dichroic beam splitter to reduce the width of the incident light; First, second, and third display elements disposed adjacent to each of the first, second, and third capacitor lens units to generate and reflect an image corresponding to each color; A projection lens unit disposed adjacent to the polarizing beam splitter and projecting light incident on the dichroic beam splitter side and whose path is converted by the polarizing beam splitter to the screen; It is characterized by including.

Description

Reflective Projector {Reflection type projector}

본 발명은 반사형 화상생성수단을 이용한 반사형 프로젝트장치에 관한 것으로서, 상세하게는 편광빔스프리터에 입사되는 광의 평행성을 좋게 하여 화질을 향상시키고 3칼라를 동시에 중첩시킴으로써 스크린에 투사되는 광의 밝기를 높일 수 있도록 된 반사형 프로젝트장치에 관한 것이다.The present invention relates to a reflective project apparatus using reflective image generating means, and in particular, improves image quality by improving parallelism of light incident on a polarizing beam splitter, and improves brightness of light projected on a screen by simultaneously superimposing three colors. It is about a reflective project device that can be increased.

일반적으로 프로젝터장치는 화상생성수단에서 생성된 화상을 별도의 광원을 이용하여 스크린에 투영함으로써 화상을 제공하는 장치이다. 이 프로젝터장치는 상기한 화상생성수단의 형태에 따라 투광형과 반사형으로 구분된다.Generally, a projector apparatus is an apparatus for providing an image by projecting an image generated by the image generating means onto a screen using a separate light source. This projector apparatus is classified into a transmissive type and a reflective type according to the form of the image generating means described above.

도 1은 종래의 반사형 프로젝터장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면이다. 도시된 바와 같이, 광을 생성 조사하는 광원(10)과, 입사광선중 소정 색을 선택 투과시키는 칼라휠(20)과, 입사광을 혼합시켜 균일광선이 되도록 하는 스크램블러(30)와, 집속렌즈(32)와, 콜리메이팅렌즈(34)와, 입사광의 진행경로를 변환하는 편광빔스프리터(40)와, 입사광을 선택적으로 반사시켜 화상을 생성하는 표시소자(50) 및 입사광을 스크린(미도시)에 투사시키는 투사렌즈유니트(60)를 포함하여 구성된다.1 is a schematic view showing an optical arrangement of a conventional reflective projector device. As shown, a light source 10 for generating and irradiating light, a color wheel 20 for selectively transmitting a predetermined color of incident light, a scrambler 30 for mixing incident light to make uniform light, and a focusing lens ( 32), a collimating lens 34, a polarizing beam splitter 40 for converting the traveling path of incident light, a display element 50 for selectively reflecting incident light and an incident light screen (not shown) And a projection lens unit (60) for projecting on.

상기 광원(10)은 메탈 할라이드, 크세논등의 광을 생성하는 램프(11)와, 이 램프(11)에서 출사된 광을 반사시켜 그 진행경로를 안내하는 반사경(13)으로 구성된다. 상기 칼라휠(20)은 상기 광원(10)과 상기 스크램블러(30) 사이의 광경로 상에 구동모터(21)에 의해 회전가능하게 설치되며, 적(R), 녹(G), 청(B) 삼색이 휠 전체에 등분 배치된다. 이 칼라휠(20)은 상기한 스크린에 한 화면이 형성되는 동안 3회전하며, 상기 표시소자의 응답속도에 따라서 R, G, B 중 어느 한 색이 상기 광경로 상에 배치된다.The light source 10 includes a lamp 11 for generating light such as a metal halide, xenon, and the like, and a reflector 13 for reflecting the light emitted from the lamp 11 and guiding a progress path thereof. The color wheel 20 is rotatably installed by the driving motor 21 on the optical path between the light source 10 and the scrambler 30, and is red (R), green (G), and blue (B). The three colors are evenly distributed throughout the wheel. The color wheel 20 rotates three times while one screen is formed on the screen, and one of R, G, and B colors is disposed on the optical path according to the response speed of the display element.

상기 스크램블러(30)는 입사광을 난반사시킴에 의해 혼합함으로써 균일광이 되도록 한다. 상기 집속렌즈(32)는 상기 스크램블러(30)를 통과한 광을 집속 및 발산시켜 광의 투과폭을 확대한다. 상기 콜리메이팅렌즈(34)는 입사되는 발산광을 수렴시켜 평행광이 되도록 한다.The scrambler 30 is made to be uniform light by mixing the incident light by the diffuse reflection. The focusing lens 32 focuses and diverges the light passing through the scrambler 30 to enlarge the transmission width of the light. The collimating lens 34 converges divergent light incident to be parallel light.

상기 편광빔스프리터(40)는 상기 콜리메이팅렌즈(34)와 표시소자(50) 사이의 광경로 상에 배치되며, 그 경면(41)에서 입사광의 편광성분에 따라 투과 및 반사시켜 입사광의 진행경로를 변환시킨다. 즉, 상기 광원(10)쪽에서 입사되는 광은 그 편광성분 즉, P편광인지 S편광인지에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시킨다. 도 1은 상기 편광빔스프리터(40)를 투과한 광을 유효광으로 이용한 예를 나타내었다. 상기 표시소자(50)로는 2차원 어레이 구조를 갖는 응답속도 특성이 뛰어난 강유전체 액정표시소자(FLCD: Ferroelectric Liquid Crystal Display)가 채용된다. 이 표시소자(50)는 2차원 어레이 구조의 다수의 반사영역을 가지며, 각각 독립적으로 구동되어 입사광의 편광방향을 변조시킴에 의해 화상을 형성한다.The polarizing beam splitter 40 is disposed on an optical path between the collimating lens 34 and the display element 50, and passes through and reflects the incident light on the mirror surface 41 according to the polarization component of the incident light. To convert That is, the light incident from the light source 10 is selectively transmitted or reflected depending on the polarization component, that is, P polarization or S polarization. 1 shows an example in which light transmitted through the polarization beam splitter 40 is used as effective light. As the display device 50, a ferroelectric liquid crystal display (FLCD) having excellent response speed characteristics having a two-dimensional array structure is employed. The display element 50 has a plurality of reflective regions of a two-dimensional array structure, and is driven independently to form an image by modulating the polarization direction of incident light.

상기 표시소자(50)에 입사된 광은 재반사되어 상기 편광빔스프리터(40)에 입사된다. 이때, 상기 편광빔스프리터(40)로 재입사되는 광은 상기 표시소자(50)에 의해 그 편광방향이 90도 바뀌게 되고, 상기 편광빔스프리터(40)의 경면(41)에서 전반사되어 상기 투사렌즈 유니트(60) 쪽으로 향한다. 이 광은 상기 투사렌즈 유니트(60)를 투과하여 스크린(미도시)에 투사된다.Light incident on the display device 50 is reflected back to the polarizing beam splitter 40. In this case, the light re-injected into the polarization beam splitter 40 is changed by the display element 50 in the polarization direction by 90 degrees, and is totally reflected on the mirror surface 41 of the polarization beam splitter 40 so as to project the lens. To the unit (60). This light passes through the projection lens unit 60 and is projected onto a screen (not shown).

또한, 상기 표시소자(50)로는 가동미러장치(DMD: Digital Mirror Device)가 구비될 수 있다. 이 가동미러장치는 2차원 어레이 구조를 가지며, 각각 독립적으로 회동될 수 있도록 힌지 결합된 다수의 반사미러를 포함한다. 각 화소별 선택적으로 구동되어 반사각을 달리하는 방식으로 화상을 형성한다. 상기 표시소자(50)로 가동미러장치를 채용한 경우, 상기 편광빔스프리터(40)는 불필요하다.In addition, the display element 50 may include a movable mirror device (DMD). The movable mirror device has a two-dimensional array structure and includes a plurality of reflecting mirrors hinged so that each can be rotated independently. Each pixel is selectively driven to form an image in a manner of varying the reflection angle. When the movable mirror device is employed as the display element 50, the polarization beam splitter 40 is unnecessary.

상기한 바와 같이, 구성된 종래의 반사형 프로젝트장치는 광경로 상에 칼라휠(20)를 구비하여 칼라를 구현함으로써, 스크린에 삼색을 순차로 조사하여 한 화면을 구현한다. 그러므로, 이론상 광원에서 출사된 광량의 1/3에 해당하는 광효율을 가지므로, 밝기가 저하되는 문제점이 있다.As described above, the conventional reflective project device configured to implement a color by having a color wheel 20 on the optical path, thereby sequentially irradiating the three colors to the screen to implement a screen. Therefore, in theory, since it has a light efficiency corresponding to 1/3 of the amount of light emitted from the light source, there is a problem that the brightness is lowered.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서 한 화면에 해당하는 칼라를 동시에 중첩시키도록 함과 아울러 편광빔스프리터에 평행성이 좋은 광 즉, 광축과 비교적 나란한 각도로 입사되도록 된 구조를 갖는 반사형 프로젝트장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-described problems, and at the same time overlapping a color corresponding to one screen and a structure having a good parallelism to the polarizing beam splitter, that is to be incident at an angle parallel to the optical axis The purpose is to provide a reflective project device having.

도 1은 종래의 반사형 프로젝트장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.1 is a schematic view showing an optical arrangement of a conventional reflective project apparatus.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 프로젝트장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.2 is a schematic view showing an optical arrangement of a reflective project apparatus according to an embodiment of the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

110...광원 111...램프 113...반사경110 Light source 111 Lamp 113 Reflector

120...광혼합수단 125......스크램블러120 ... light mixing means 125 ... scrambler

130...릴레이렌즈유니트 131...집속렌즈130.Relay lens unit 131.Focus lens

133...콜리메이팅렌즈 140...칼라보정필터 150...편광빔스프리터133 ... collimating lens 140 ... color correction filter 150 ... polarized beam splitter

160...이색 빔스프리터 170...제1콘덴서렌즈유니트160 ... Different Beam Splitter 170 ... First Condenser Lens Unit

171...제1수속렌즈 173...제1발산렌즈 175...제1표시소자171 1st focusing lens 173 1st diverging lens 175 1st display element

180...제2콘덴서렌즈유니트 181...제2수속렌즈180 2nd condenser lens unit 181 2nd condenser lens

183...제2발산렌즈 185...제2표시소자183 second emitting lens 185 second display element

190...제3콘덴서렌즈유니트 191...제3수속렌즈190 3rd Capacitor Lens Unit 191 3rd Immersion Lens

193...제3발산렌즈 195...제3표시소자 200...투사렌즈유니트193 3rd divergence lens 195 3rd display element 200 projection lens unit

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반사형 프로젝트장치는, 광을 생성 투사하는 광원과; 상기 광원쪽에서 입사된 광을 발산/집속 또는 난반사시켜 균일광이 되도록 하는 광혼합수단과; 상기 광혼합수단을 투과한 광을 집속시켜 평행광이 되도록 하는 릴레이렌즈유니트와; 입사광을 편광성분에 따라 선택적으로 투과 및 반사시켜 입사광의 진행경로를 변환시키는 편광빔스프리터와; 상기 편광빔스프리터의 일 광출사면에 이웃되게 배치되어 입사광이 파장에 따라 분리되도록 입사광을 선택적으로 투과 및 반사시키는 제1 및 제2경면을 가지는 이색 빔스프리터와; 상기 이색 빔스프리터의 세 광출사면 각각에 이웃되게 배치되어 상기 이색 빔스프리터에서 출사된 광을 집속 및 발산시켜 입사광의 광폭을 축소시키는 제1, 제2 및 제3콘덴서렌즈유니트와; 상기 제1, 제2 및 제3콘덴서렌즈유니트 각각에 이웃되게 배치되어 각 칼라에 해당하는 화상을 생성하고 이를 반사시키는 제1, 제2 및 제3표시소자와; 상기 편광빔스프리터와 이웃되게 배치되어 상기 이색 빔스프리터쪽에서 입사되고 상기 편광빔스프리터에 의해 경로가 변환된 광을 스크린으로 투사시키는 투사렌즈유니트를; 포함하여 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a reflective project device according to the present invention comprises: a light source for generating and projecting light; Light mixing means for diverging / converging or diffusely reflecting the light incident from the light source to be uniform light; A relay lens unit for condensing the light transmitted through the light mixing means to be parallel light; A polarization beam splitter for selectively transmitting and reflecting the incident light according to the polarization component to change the advancing path of the incident light; A dichroic beam splitter disposed adjacent to one light exit surface of the polarizing beam splitter, the dichroic beam splitter having first and second mirror surfaces selectively transmitting and reflecting incident light so that incident light is separated according to a wavelength; First, second, and third condenser lens units disposed adjacent to each of the three light exit surfaces of the dichroic beam splitter to condense and diverge the light emitted from the dichroic beam splitter to reduce the width of the incident light; First, second, and third display elements disposed adjacent to each of the first, second, and third capacitor lens units to generate and reflect an image corresponding to each color; A projection lens unit disposed adjacent to the polarizing beam splitter and projecting light incident on the dichroic beam splitter and converted by the polarizing beam splitter to a screen; It is characterized by including.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반사형 프로젝트장치의 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of a reflective project apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 프로젝트장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면이다.2 is a schematic view showing an optical arrangement of a reflective project apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 반사형 프로젝트장치는 광원(110)과, 입사광을 발산/집속 또는 난반사시켜 균일광이 되도록 하는 광혼합수단(120)과 상기 광혼합수단(120)을 투과한 광을 집속시켜 평행광이 되도록 함과 아울러 광폭을 증가시키는 릴레이렌즈유니트(130)와, 입사광의 진행경로를 변환시키는 편광빔스프리터(150)와, 입사광이 파장에 따라 선택적으로 투과 및 반사시키는 이색 빔스프리터(160)와, 입사광을 집속 및 발산시켜 입사광의 광폭을 축소시키는 제1, 제2 및 제3콘덴서렌즈유니트(170)(180)(190)와, 각 칼라에 해당하는 화상을 생성하고 이를 반사시키는 제1, 제2 및 제3표시소자(175)(185)(195)와, 입사광을 스크린(미도시)으로 투사시키는 투사렌즈유니트(200)를 포함하여 구성된다.As shown, the reflective project device according to the present invention includes a light source unit 110, a light mixing unit 120 and a light transmitted through the light mixing unit 120 to diverge / converge or diffuse the incident light into uniform light. Relay lens unit 130 for converging the light and increasing the width thereof, polarizing beam splitter 150 for converting the traveling path of incident light, and dichroic beam for selectively transmitting and reflecting the incident light according to the wavelength. The splitter 160 generates first, second, and third capacitor lens units 170, 180, and 190 for focusing and diverting incident light to reduce the width of the incident light, and an image corresponding to each color. And first, second and third display elements 175, 185 and 195 for reflecting, and a projection lens unit 200 for projecting incident light onto a screen (not shown).

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 광혼합수단(120)은 상기 광원(110)과 상기 릴레이렌즈유니트(130) 사이의 광경로 상에 배치되며, 상기 광원(110)쪽에서 입사된 광을 발산/집속 또는 난반사시켜 균일광이 되도록 한다.The light mixing means 120 is disposed on the optical path between the light source 110 and the relay lens unit 130, so that the light incident from the light source 110 is divergent / condensed or diffusely reflected to become uniform light. do.

도시된 바와 같이, 상기 광혼합수단(120)으로 입사광을 난반사시켜 균일광이 되도록 하는 스크램블러(125)를 채용할 수 있다. 상기 스크램블러(125)는 광경로에 대해 수직한 입사면과 출사면을 가지는 직육면체 형상의 글래스이다. 상기 스크램블러(125)의 출사면(125a)에 있어서, 그 가로 대 세로 비율은 후술하는 표시소자(175)의 가로 대 세로 비율에 비례한다. 이와 같이, 스크램블러(125)를 채용한 경우에 있어서 상기 반사경(113)은 타원경인 것이 바람직하다.As shown, the scrambler 125 may be employed to diffuse the incident light into the light mixing means 120 to be uniform light. The scrambler 125 is a rectangular parallelepiped glass having an entrance plane and an exit plane perpendicular to the optical path. In the exit surface 125a of the scrambler 125, the aspect ratio thereof is proportional to the aspect ratio of the display element 175 described later. As described above, when the scrambler 125 is employed, the reflector 113 is preferably an ellipsoid.

상기 릴레이렌즈유니트는 상기 광혼합수단을 투과한 광을 집속시켜 평행광이 되도록 하며, 입사광을 발산시키는 집속렌즈와, 상기 집속렌즈와 상기 편광빔스프리터 사이의 광경로 상에 배치되어 입사되는 발산광을 집속시켜 평행광이 되도록 하는 콜리메이팅렌즈를 포함한다. 따라서, 상기 광원쪽에서 입사된 광은 광폭이 커진채로 평행하게 상기 편광빔스프리터에 입사된다. 따라서, 상기 편광빔스프리터의 입사면에 대해 대체로 수직한 채로 입사되므로, 광이 흩어지는 것을 방지할 수 있다.The relay lens unit focuses the light transmitted through the light mixing means to be parallel light, and focuses the lens to emit incident light, and divergent light disposed on the optical path between the focusing lens and the polarizing beam splitter. It comprises a collimating lens for focusing to be parallel light. Therefore, the light incident from the light source side is incident on the polarizing beam splitter in parallel with the wider width. Therefore, since the incident light is generally perpendicular to the incident surface of the polarizing beam splitter, light can be prevented from being scattered.

상기 편광빔스프리터(150)는 상기 릴레이렌즈유니트(130)와 이색 빔스프리터(160) 사이의 광경로 상에 배치되며, 그 경면(151)에서 입사광의 편광성분에 따라 투과 및 반사시켜 입사광의 진행경로를 변환시킨다. 즉, 상기 광원(10)쪽에서 입사되는 광은 그 편광성분 즉, P편광인지 S편광인지에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시킨다.The polarizing beam splitter 150 is disposed on an optical path between the relay lens unit 130 and the dichroic beam splitter 160, and the incident light is transmitted and reflected on the mirror surface 151 according to the polarization component of the incident light. Convert the path. That is, the light incident from the light source 10 is selectively transmitted or reflected depending on the polarization component, that is, P polarization or S polarization.

상기 이색 빔스프리터(160)는 일 입사면과 세 출사면을 가진다. 일 입사면은 상기 편광빔스프리터(150)와 대면하고, 상기 세 출사면 각각은 상기 제1, 제2 및 제3콘덴서렌즈유니트(170)(180)(190) 각각과 대면하며, 입사되는 일 편광성분의 광이 파장영역에 따라 세부분으로 분기되어 상기 제1, 제2 및 제2콘데서렌즈유니트(170)(180)(190) 각각으로 출사된다. 이를 위하여 상기 이색 빔스프리터(160)는 파장에 따라 선택적으로 광을 투과 또는 반사시키는 제1 및 제2경면(161)(163)을 가진다. 상기 제1경면(161)은 파장영역에 따라 투과 및 반사시키도록 코팅되어 소정 파장영역의 광 예컨대, 적색(R) 광은 반사시키고, 다른 파장영역의 광은 투과시킨다. 상기 제2경면(163)은 파장영역에 따라 투과 및 반사시키도록 코팅되어 소정 파장영역의 광 예컨대, 청색(B) 광은 반사시키고, 다른 파장영역의 광은 투과시킨다.The dichroic beam splitter 160 has one incidence plane and three exit planes. One incident surface faces the polarization beam splitter 150, and each of the three emission surfaces faces each of the first, second, and third capacitor lens units 170, 180, 190. Light of the polarization component is branched in detail according to the wavelength region and is emitted to each of the first, second and second capacitor lens units 170, 180, and 190. To this end, the dichroic beam splitter 160 has first and second mirror surfaces 161 and 163 that selectively transmit or reflect light depending on the wavelength. The first mirror surface 161 is coated to transmit and reflect the light according to the wavelength region, thereby reflecting light of a predetermined wavelength region, for example, red (R) light, and transmitting light of another wavelength region. The second mirror surface 163 is coated to transmit and reflect according to the wavelength region, thereby reflecting light of a predetermined wavelength region, for example, blue (B) light, and transmitting light of another wavelength region.

상기 제1콘덴서렌즈유니트(170)는 상기 이색 빔스프리터(160)와 상기 제1표시소자(175) 사이의 광경로 상에 배치되며, 입사광을 수속하는 제1수속렌즈(171)와, 상기 제1표시소자(175)의 크기에 맞도록 상기 제1표시소자(175)로 향하는 광을 발산시키는 제1발산렌즈(173)를 포함하여 구성된다. 따라서, 상기 이색 빔스프리터(160) 쪽에서 입사되어 상기 제1콘덴서렌즈유니트를(170) 투과한 광은 광폭이 상기 제1표시소자(175)의 크기에 맞도록 축소된 채로 평행하게 상기 제1표시소자(175)에 입사된다.The first condenser lens unit 170 is disposed on an optical path between the dichroic beam splitter 160 and the first display element 175, and includes a first converging lens 171 for converging incident light and the first condenser lens unit 170. And a first diverging lens 173 for emitting light directed toward the first display element 175 to match the size of the first display element 175. Accordingly, the light incident from the dichroic beam splitter 160 and transmitted through the first capacitor lens unit 170 is parallel to the first display device while the light width is reduced to match the size of the first display element 175. Is incident on element 175.

상기 제1표시소자(175)는 제1강유전체 액정표시소자(이하, FLCD ; Ferroelectric Liquid Crystal Display)인 것이 바람직하다. 이 제1FLCD는 수십만 이상의 화소로 구성되어 있으며, 각 화소에 인가된 신호에 의해 편광방향을 변조시키거나, 편광방향을 시간적으로 90도 회전시킨다.The first display element 175 may be a first ferroelectric liquid crystal display (hereinafter referred to as FLCD). The first FLCD is composed of hundreds of thousands of pixels or more, and modulates the polarization direction by the signal applied to each pixel, or rotates the polarization direction by 90 degrees in time.

또한, 상기 제1표시소자(175)는 가동미러장치(이하, DMD; Digital Mirror Device)일 수 있다. 이 DMD는 2차원 어레이 구조를 가지는 다수의 반사미러(미도시)를 포함하며, 각 반사미러는 화소에 해당하며, 입사광에 대하여 다양한 반사각을 가지도록 독립적으로 힌지 구동되다. 따라서, 상기 DMD는 인가된 신호에 따라 각 반사미러의 반사방향을 달리하여 화상을 형성한다.In addition, the first display device 175 may be a movable mirror device (DMD). The DMD includes a plurality of reflecting mirrors (not shown) having a two-dimensional array structure, each reflecting mirror corresponding to a pixel, and independently hinge driven to have various reflection angles for incident light. Accordingly, the DMD forms an image by varying the reflection direction of each reflection mirror according to the applied signal.

상기 제2콘덴서렌즈유니트(180)는 상기 이색 빔스프리터(160)와 상기 제2표시소자(185) 사이의 광경로 상에 배치되며, 입사광을 수속하는 제2수속렌즈(181)와, 상기 제2표시소자(185)의 크기에 맞도록 상기 제2표시소자(185)로 향하는 광을 발산시키는 제1발산렌즈(183)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제2콘덴서렌즈유니트(180)의 역할 및 광학적 배치는 실질상 상기 제1콘덴서렌즈유니트(170)와 동일하므로 그 자세한 설명을 생략한다. 상기 제2표시소자(185)는 상기 제2콘덴서렌즈유니트(180)에 이웃하게 배치되며, 실질상 상기한 제1표시소자(175)와 동일한 광학적 구성을 가지므로 그 자세한 설명은 생략한다.The second condenser lens unit 180 is disposed on an optical path between the dichroic beam splitter 160 and the second display element 185, and includes a second converging lens 181 for converging incident light, and the second condenser lens unit 180. And a first diverging lens 183 dissipating light directed toward the second display element 185 to fit the size of the second display element 185. Here, the role and optical arrangement of the second condenser lens unit 180 is substantially the same as the first condenser lens unit 170, and thus a detailed description thereof will be omitted. Since the second display element 185 is disposed adjacent to the second capacitor lens unit 180 and has substantially the same optical configuration as the first display element 175, a detailed description thereof will be omitted.

상기 제3콘덴서렌즈유니트(190)는 상기 이색 빔스프리터(160)와 상기 제3표시소자(195) 사이의 광경로 상에 배치되며, 제3수속렌즈(191)과 제3발산렌즈(193)를 포함하여 구성된다. 이 제3콘덴서렌즈유니트(190)의 역할 및 광학적 배치는 실질상 상기 제1콘덴서렌즈유니트(170)와 동일하므로 그 자세한 설명은 생략한다. 또한, 상기 제3표시소자(195)는 상기 제3콘덴서렌즈유니트(190)에 이웃하게 배치되며, 실질상 상기한 제1표시소자(175)와 동일한 역할 및 광학적 배치를 가지므로 그 자세한 설명은 생략한다.The third condenser lens unit 190 is disposed on an optical path between the dichroic beam splitter 160 and the third display element 195, and the third converging lens 191 and the third diverging lens 193 are disposed on the optical path. It is configured to include. The role and optical arrangement of the third condenser lens unit 190 is substantially the same as the first condenser lens unit 170, and thus its detailed description is omitted. In addition, since the third display element 195 is disposed adjacent to the third capacitor lens unit 190, and substantially has the same role and optical arrangement as the first display element 175, a detailed description thereof will be provided. Omit.

상기 제1, 제2 및 제3표시소자(175)(185)(195) 각각에 입사되고, 인가된 신호에 의해 선택적으로 편광방향 또는 반사방향이 바뀐 채로 각각 상기 제1, 제2 및 제3콘덴서렌즈유니트(170)(180)(190)를 경유하여 상기 이색 빔스프리터(160)에 입사된다. 상기 이색 빔스프리터(160)의 제1경면(161)과 제2경면(163)에서 각 파장영역에 따라 선택적으로 투과 또는 반사되어 각 칼라별로 형성된 화상은 동시에 합성된다. 이후, 상기 편광빔스프리터(150)로 향하게 되고, 각 화소별 편광방향에 따라 투과 또는 반사된다.The first, second and third display elements 175, 185 and 195 are respectively incident on the first, second and third display elements 175, 185 and 195, and the polarization direction or the reflection direction is selectively changed by the applied signal. The dichroic beam splitter 160 is incident on the condenser lens units 170, 180, and 190. The first mirror surface 161 and the second mirror surface 163 of the dichroic beam splitter 160 are selectively transmitted or reflected according to each wavelength region, and the images formed for each color are simultaneously synthesized. Thereafter, the light beam is directed toward the polarization beam splitter 150 and transmitted or reflected according to the polarization direction of each pixel.

상기 투사렌즈유니트(200)는 상기 편광빔스프리터(150)와 스크린(미도시) 사이에 배치되어, 상기 이색 빔스프리터(160) 쪽에서 입사된 한 화면에 해당하는 화상이 동시에 중첩된 광이 스크린으로 향하도록 확대 투사시킨다.The projection lens unit 200 is disposed between the polarizing beam splitter 150 and a screen (not shown) so that light corresponding to one screen incident on the dichroic beam splitter 160 is simultaneously superimposed on the screen. Zoom in to face.

본 발명의 실시예에 따른 반사형 프로젝트장치는 바람직하게는 칼라 밸런스와 색순도를 향상시키기 위하여 상기 릴레이렌즈유니트(130)와 상기 편광빔스프리터(150) 사이의 광경로 상에 칼라보정필터(140)을 더 구비할 수 있다.Reflective project device according to an embodiment of the present invention preferably color correction filter 140 on the optical path between the relay lens unit 130 and the polarizing beam splitter 150 to improve color balance and color purity. It may be further provided.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반사형 프로젝트장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the reflective project apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

광원(110)에서 조사된 광은 광혼합수단(120) 예컨대, 스크램블러(125),을 통과하면서, 균일광이 된채로 상기 릴레이렌즈유니트(130)에 입사된다. 상기 릴레이렌즈유니트(130)는 입사광의 폭을 확대시킴과 아울러 평행광이 되도록 한다. 이 평행광은 상기 칼라보정필터(140)를 경유하여 편광빔스프리터(150)에 입사된다. 편광빔스프리터(150)에 입사된 광은 경면(151)에서 편광성분에 따라 분기되어 투과 또는 반사된다. 상기 편광빔스프리터(151)을 경유한 유효광은 이색 빔스프리터(160)에서 각 파장영역에 따라 세부분으로 분기되고, 각각 제1, 제2 및 제3콘덴서렌즈유니트(170)(180)(190)를 통과하여 제1, 제2 및 제3표시소자(175)(185)(195)에 입사된다. 상기 세 표시소자(175)(185)(195) 각각은 2차원 어레이 구조를 가지는 다수의 화소를 가지며, 각 화소별 구동신호에 따라 편광방향 또는 반사방향이 결정된 채로 상기 세 콘덴서렌즈유니트(170)(180)(190)를 경유하여 상기 이색 빔스프리터(160)로 재반사된다. 상기 이색 빔스프리터(160)는 재반사된 세 광을 합성한다. 이 합성된 광은 상기 편광빔스프리터(150)와, 투사렌즈유니트(200)를 경유하여 스크린(미도시)에 동시에 투영된다.The light irradiated from the light source 110 is incident on the relay lens unit 130 with uniform light while passing through the light mixing means 120, for example, the scrambler 125. The relay lens unit 130 enlarges the width of the incident light and makes parallel light. The parallel light is incident on the polarization beam splitter 150 via the color correction filter 140. Light incident on the polarization beam splitter 150 is branched according to the polarization component at the mirror surface 151 and transmitted or reflected. The effective light passing through the polarization beam splitter 151 is branched into subdivisions according to each wavelength region in the dichroic beam splitter 160, and the first, second and third capacitor lens units 170, 180, respectively ( The light penetrates 190 and enters the first, second, and third display elements 175, 185, and 195. Each of the three display elements 175, 185, and 195 has a plurality of pixels having a two-dimensional array structure, and the three condenser lens units 170 have a polarization direction or a reflection direction determined according to driving signals for each pixel. It is reflected back to the dichroic beam splitter 160 via 180 and 190. The dichroic beam splitter 160 synthesizes the three reflected light back. The synthesized light is simultaneously projected onto a screen (not shown) via the polarization beam splitter 150 and the projection lens unit 200.

상기한 바와 같이, 구성된 본 발명의 실시예에 따른 반사형 프로젝트장치는 릴레이렌즈유니트를 채용하여 편광빔스프리터에 입사되는 광의 광폭을 증가시킴으로써 광의 평행성을 높일 수 있다. 또한, 각 칼라에 따른 화상을 생성하는 세 표시소자를 구비하여 독립적으로 형성된 각 칼라에 대한 화상을 동시에 스크린에 투영함으로써, 광량이 증대되어 밝기를 향상시킬 수 있다.As described above, the reflective project device according to the embodiment of the present invention can increase the parallelism of light by increasing the width of light incident on the polarizing beam splitter by employing a relay lens unit. In addition, by simultaneously projecting an image for each color independently formed with three display elements for generating an image corresponding to each color on the screen, the amount of light can be increased to improve brightness.

Claims

A light source for generating and projecting light;

Light mixing means for diverging / converging or diffusely reflecting the light incident from the light source to be uniform light;

A relay lens unit for condensing the light transmitted through the light mixing means to be parallel light;

A polarization beam splitter which transmits and reflects incident light according to a polarization component to change a traveling path of the incident light;

A dichroic beam splitter disposed adjacent to one light exit surface of the polarizing beam splitter, the dichroic beam splitter having first and second mirror surfaces selectively transmitting and reflecting incident light so that incident light is separated according to a wavelength;

First, second, and third condenser lens units disposed adjacent to each of the three light exit surfaces of the dichroic beam splitter to condense and diverge the light emitted from the dichroic beam splitter to reduce the width of the incident light;

First, second, and third reflective display elements disposed adjacent to each of the first, second, and third capacitor lens units to generate and reflect an image corresponding to each color;

A projection lens unit disposed adjacent to the polarization beam splitter and projecting light incident on the dichroic beam splitter and whose path is converted by the polarization beam splitter to a screen; Reflective project device, characterized in that included.

The reflective project apparatus according to claim 1, wherein the light mixing means is a rectangular parallelepiped scrambler having a glass having an incident surface and an exit surface perpendicular to the optical path so that the incident light is diffusely reflected to become uniform light.

2. The relay lens unit of claim 1, wherein the relay lens unit focuses parallel to the focusing lens for emitting light transmitted through the light mixing means, and the diverging light incident on the optical path between the focusing lens and the polarizing beam splitter. Reflective project device, characterized in that it comprises a collimating lens to be light.

The first ferroelectric liquid crystal of claim 1, wherein the first reflection type display element is configured to reflect light incident through the first capacitor lens unit into linearly polarized light having an independently selected polarization direction according to each region. Reflective project device characterized in that it comprises a display element.

The second ferroelectric liquid crystal of claim 1, wherein the second reflection type display element is configured to reflect the light incident through the second capacitor lens unit into linearly polarized light having a polarization direction independently selected for each region. Reflective project device characterized in that it comprises a display element.

The third ferroelectric liquid crystal of claim 1, wherein the third reflection type display device is configured to reflect light incident through the third capacitor lens unit into linearly polarized light having an independently selected polarization direction according to each region. Reflective project device characterized in that it comprises a display element.

The first condenser lens unit of claim 1, wherein the first condenser lens unit is disposed on an optical path between the dichroic beam splitter and the first display element to converge incident light, and the first converging lens and the first converging lens. And a first diverging lens disposed between the display elements to emit light directed toward the first display element so as to match the size of the first display element.

The second condenser lens unit of claim 1, wherein the second condenser lens unit is disposed on an optical path between the dichroic beam splitter and the second viewing element to converge incident light, and the second converging lens and the second converging lens. And a second diverging lens disposed between the display elements to emit light directed to the second display element so as to match the size of the second display element.

The third condenser lens unit of claim 1, wherein the third condenser lens unit is disposed on an optical path between the dichroic beam splitter and the third display element to converge incident light, the third condenser lens, and the third converging lens. And a third diverging lens disposed between the display elements to emit light directed to the third display elements so as to match the size of the third display elements.

The reflective type according to any one of claims 1 to 9, further comprising a color correction filter configured to correct a color balance on an optical path between the relay lens unit and the polarizing beam splitter. Project device.