KR100246226B1 - Lcd 프로젝터 조명광학계 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LCD로 조사되는 빛의 밝기 균질도를 높여 시청자에게 정확한 화상을 제공하기 위한 LCD 프로젝터 조명광학계에 관한 것으로서, 백색광을 방사하는 광원과, 상기 광원에서 방사되는 빛을 LCD로 진행하도록 반사시키는 포물선 형태의 반사경을 포함하되, 상기 반사경과 LCD의 사이에 제1곡률반경(r1)을 가지는 제1렌즈 어레이(lens array)와, 제2곡률반경(r2: r1＞ r2)을 가지는 제2렌즈 어레이가 순차적으로 배치된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 LCD 프로젝터 조명광학계에 관한 것으로서 특히, 밝기의 균질도를 향상시킬 수 있도록 렌즈 어레이(lens array)를 구비한 LCD 프로젝터 조명광학계에 관한 것이다.
일반적으로 LCD 프로젝터 조명광학계는 광원에서 LCD 전면까지 굴절 및 반사를 수행하며, 빛이 조사되도록 하는 부분을 말한다.
일반적인 LCD 프로젝터 조명광학계는 제1도에 도시된 바와 같이 백색광을 방사하는 광원(10)과, 상기 광원(10)에서 방사되는 빛을 일정방향으로 평행하게 진행하도록 반사시키는 포물선 형태의 반사경(20)과, 상기 반사경(20)에서 반사된 빛을 LCD(30)로 접촉시키는 집광렌즈(40)를 포함한다.
한편, 상기 LCD(30)의 출력측에는 LCD(30)에 형성된 화상을 스크린 상에 확대 투사시키기 위한 투사렌즈(50)가 배치된다.
상기 일반적인 LCD 프로젝터 조명광학계에는 10,000 내지 24,000lm의 방사능력을 갖고 아크(Arc) 길이 즉 빛이 방사되는 유효부분 길이가 1.5 내지 5mm가 되는 메탈할라이드 램프를 사용하는데, 광원(10)에서 방사되는 총광속이 반사 및 굴절과정에서 손실이 발생하기 때문에 광학계 및 LCD(30)를 거쳐 스크린에 도달하는 광효율이 2%이하가 되어 밝기의 문제가 발생되었다.
더욱이, 상기 메탈할라이드 램프는 아크 길이가 길기 때문에 상기 반사경(20)에서 반사되는 광속이 상기 LCD(30)의 중심부로 집중되어 제2도에 도시된 바와 같이 조명계에 의한 LCD 면에서의 밝기 균질도 즉 LCD(30)에서 중심 밝기(I0)와 0.9필드 밝기(I1)의 비율은 I1/I0= 30% 이상을 넘지 못하게 도는 문제점이 발생한다.
결국, 상기와 같이 밝기의 균질도가 낮기 때문에 스크린에 출력되는 화상에 밝기차에 의한 열화가 발생하여 화질을 저하시키는 문제점이 있다.
상기와 같은 이유로 인해 밝기를 높이기 위한 연구가 계속되고 있는데, 스크린상에 출력되는 화상의 밝기를 높이는 방법으로서는 밝은 광원을 사용하는 경우와, 광원의 크기를 증가시키는 경우가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 반사경과 LCD 사이에 다수의 렌즈 어레이(array)를 배치시킴으로서 밝기 균질도를 높일 수 있는 LCD 프로젝터 조명광학계를 제공하는데 있다.
제1도는 종래 기술에 의한 LCD 프로젝터 조명광학계의 구성을 나타내는 도면.
제2도는 종래의 LCD에서 위치에 따른 밝기의 차이를 나타내는 도면.
제3도는 본 발명에 의한 LCD 프로젝터 조명광학계의 구성을 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 광원 120 : LCD
130 : 반사경 140, 150 : 렌즈 어레이(lens array)
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 백색광을 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터 방사되는 빛을 반사하는 포물선 형태의 반사경과, 상기 광원 및 반사경으로부터 전달되는 빛을 경상하는 LCD부와, 상기 광원 및 반사경으로부터 전달되는 빛을 LCD부로 집광시키는 제1렌즈어레이와, 상기 제1렌즈어레이로부터 집광된 빛을 다시 LCD부로 집광시키는 제2렌즈어레이로 구성되며;
상기 제1렌즈어레이의 곡률반경(R1)은 제2렌즈어레이의 곡률번경(R2)보다 크고(R1＞R2), 상기 제1렌즈어레이의 간격(X1)은 제2렌즈어레이의 간격(X2)보다 크며(X1＞X2), 상기 제1 및 제2렌즈어레이의 유효 크기는 LCD의 모양과 유사하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예 의하면, 제1렌즈어레이와 제2렌즈어레이 사이의 거리 a, 제2렌즈어레이와 LCD사이의 거리 b, 제1렌즈어레이의 렌즈 간격 x1, 제2렌즈어레이의 렌즈 간격 x2, LCD의 중심에서 외곽까지의 거리 x3인 경우에 제1렌즈어레이의 초점거리(f1)는
의 식을 만족하고, 상기 제2렌즈어레이의 초점거리(f2)는
의 식을 만족하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 LCD 프로젝터 조명광학계의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명의 구성을 나타내는 도면이다.
제3도를 참조하면, 본 발명은 백색광을 방사하는 광원(110)과, 상기 광원(110)에서 방사되는 빛을 LCD(120)로 진행하도록 반사시키는 포물선 형태의 반사경(130)과, 상기 반사경(130)과 LCD(120)의 사이에 제1렌즈어레이(lens array)(140) 및 제2렌즈어레이(150)가 순차적으로 배치된다.
이때, 상기 반사경(130)의 유효 사이즈 최외곽에서 LCD(120)의 중심에 이르는 연장선(L1,L2)에 대하여 각 렌즈 어레이(140,150)의 유효 사이즈(size)를 결정하는데, 상기 반사경(130)의 유효면적이 원형이기 때문에 각 렌즈 어레이(140,150)의 유효 사이즈는 정사각형으로 형성되는 것이 바람직하다.
그후, 상기 반사경(130)의 중심과 LCD(120)의 중심에 이르는 연장선에 대하여 상하 대칭적으로 각 렌즈 어레이(140,150)의 렌즈 개수를 결정한다.
상기 렌즈 어레이의 유효 사이즈 및 개수가 결정되면 초점거리를 결정하여야 한다. 이때, 제1렌즈어레이(140)에서는 외곽 렌즈의 중심에서 LCD(120)의 반대편으로 향하는 빛의 각도θ3과, 중심에 가장 인접한 렌즈의 최외곽에서 LCD(120)의 중심으로 향하는 빛의 각도θ1에 의해 결정한다.
상기 제2렌즈어레이(150)에서는 외곽 렌즈의 중심에서 LCD(120)의 반대편으로 향하는 빛의 각도θ2와, 중심에 가장 인접한 렌즈의 최외곽에서 LCD(120)의 중심으로 향하는 빛의 각도θ1에 의해 결정한다.
상기 제1렌즈어레이(140)는 제1곡률반경(r1) 및 제1굴절율(n1)을 가지며, 각 렌즈의 간격은 x1이다. 또한, 상기 제2렌즈어레이(150)는 제2곡률반경(r2: r1＞ r2) 및 제2굴절율(n2)을 가지며, 각 렌즈의 간격은 x2이다.
상기 제1렌즈어레이(140)와 제2렌즈어레이(150) 사이의 거리가 a, 제2렌즈어레이(150)와 LCD(120) 사이의 거리가 b, LCD(120)의 중심에서 외곽까지의 거리가 x3으로 정의 되는 경우에 상기 제1렌즈어레이(140)의 초점거리(f1)는 하기의 식을 만족한다.
또한, 상기 제2렌즈어레이(150)의 초점거리(f2)는 하기의 식을 만족한다.
본 발명을 위한 실험결과 하기의 표에 나타낸 사양을 갖도록 설계하는 것이 최적의 효과를 나타내었다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 LCD 프로젝터 조명광학계는 렌즈 어레이를 이용하여 LCD(120)로 조사되는 광속을 균일하게 함으로써 밝기의 균질도가 향상되어 시청자에게 정확한 화상을 출력할 수 있는 효과가 있다.
Claims (3)
- 백색광을 방사하는 광원과, 상기 광원으로부터 방사되는 빛을 반사하는 포물선 형태의 반사경과, 상기 광원 및 반사경으로부터 전달되는 빛을 결상하는 LCD부와, 상기 광원 및 반사경으로부터 전달되는 빛을 LCD부로 집광시키는 제1렌즈어레이와, 상기 제1렌즈어레이로부터 집광된 빛을 다시 LCD부로 집광시키는 제2렌즈어레이로 구성되며; 상기 제1렌즈어레이의 곡률반경(R1)은 제2렌즈어레이의 곡률반경(R2)보다 크고(R1＞R2), 상기 제1렌즈어레이의 간격(X1)은 제2렌즈어레이의 간격(X2)보다 크며(X1＞X2), 상기 제1 및 제2렌즈어레이의 유효 크기는 LCD의 모양과 유사하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 LCD 프로젝터 조명광학계.
- 제1항에 있어서, 상기 제1렌즈어레이의 초점거리(f1)는 제1렌즈어레이와 제2렌즈어레이 사이의 거리 a, 제2렌즈어레이와 LCD 사이의 거리 b, 제1렌즈어레이의 어레이 간격 x1, 제2렌즈어레이의 어레이 간격 x2, LCD의 중심에서 외곽까지의 거리 x3인 경우에의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 LCD 프로젝터 조명광학계.
- 제1항에 있어서, 상기 제2렌즈어레이의 초점거리(f2)는 제2렌즈어레이와 LCD 사이의 거리 b, 제2렌즈어레이의 어레이 간격 x2, LCD의 중심에서 외곽까지의 거리 x3인 경우에의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 LCD 프로젝터 조명광학계.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970017484A KR100246226B1 (ko) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Lcd 프로젝터 조명광학계 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019970017484A KR100246226B1 (ko) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Lcd 프로젝터 조명광학계 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980082513A KR19980082513A (ko) | 1998-12-05 |
| KR100246226B1 true KR100246226B1 (ko) | 2000-03-15 |
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ID=19505046
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR100246226B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0675200A (ja) * | 1992-08-28 | 1994-03-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 照明光学系装置 |
-
1997
- 1997-05-07 KR KR1019970017484A patent/KR100246226B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0675200A (ja) * | 1992-08-28 | 1994-03-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 照明光学系装置 |
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| KR19980082513A (ko) | 1998-12-05 |
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