KR100292356B1

KR100292356B1 - 배면투사형액정프로젝트장치

Info

Publication number: KR100292356B1
Application number: KR1019980049220A
Authority: KR
Inventors: 노정호; 홍창완
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1998-11-17
Publication date: 2001-06-01
Also published as: GB2343966B; GB2343966A; JP2000187274A; CN1254101A; GB9926818D0; KR20000032673A; DE19955332A1

Abstract

광원과, 그 광원으로부터 조사된 광을 이용하여 화상을 생성하는 화상원과, 그 화상원으로부터 생성된 화상광을 스크린에 확대 투영시키는 투사렌즈 유니트를 포함하는 배면투사형 액정 프로젝트장치에 있어서, 상기 투사렌즈 유니트는,

상기 화상원측에서 입사되는 화상광을 집속하도록 순차 배치된 제1광학렌즈군과; 상기 제1광학렌즈군을 통과한 화상광의 광축을 일정한 각도로 꺽어 변환시켜 주기 위한 것으로 광입사면과 광출사면을 가지는 광축변환용 프리즘과; 상기 광축변환 프리즘에 의해 광축이 변환된 화상광을 집속하여 상기 스크린에 확대 투사하기 위한 제2광학렌즈군;을 포함하는 배면투사형 액정 프로젝터장치가 개시된다.

Description

배면투사형 액정 프로젝트장치{Rear type LCD projector}

본 발명은 액정표시소자를 화상원으로 이용하여 생성한 화상을 스크린에 디스플레이하기 위한 배면투사형 액정 프로젝트장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화상을 스크린에 확대 투영시키기 위한 투사렌즈 유니트의 광학렌즈 배치구조를 개선하여 세트 전체를 보다 경박단소화시킨 배면투사형 액정 프로젝트장치에 관한 것이다.

비디오 프로젝터나 프로젝션 텔레비젼과 같은 프로젝트장치는 예컨대, 액정표시소자(LCD)나 특수 제작된 소형 음극선관(CRT) 등의 화상생성수단을 이용하여 화상을 생성시키고, 그 화상을 투사렌즈를 통해 확대 시켜 대형 스크린에 투사함으로써 원하는 화상을 디스플레이시킬 수 있는 영상투사 시스템으로서, 최근 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있는 대형 화면을 얻을 수 있는 등의 장점에서 날로 그 수요가 증대되고 있다.

이러한 프로젝트장치는 영상을 스크린에 투사하여 확대시키는 방식에 따라 전면투사형과 배면투사형으로 구분되며, 또한 화상생성수단의 형태에 따라 투과형과 반사형으로 구분된다.

종래의 통상적인 배면투사형 액정 프로젝트장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 캐비넷(100)의 전면에 화상이 디스플레이되는 스크린(150)이 설치되고, 캐비넷(100)의 배면부에는 상기 스크린(150)과 대면되는 위치에 반사경(140)이 경사진 상태로 내장된다. 그리고, 캐비넷(100)의 하방 구동부에는 상기 반사경(140)을 거쳐 스크린(150)으로 화상광을 투사하기 위한 투사장치로서, 할로겐이나 크세논 등을 이용하여 생성한 광을 조사하는 광원(110)과, 화상원으로서 상기 광원(110)에서 조사된 광을 이용하여 화상을 생성하는 액정표시소자(120)와, 그 액정표시소자(120)에 의해 생성된 화상을 상기 반사경(140)을 통하여 스크린(150)에 확대 투영시키는 투사렌즈 유니트(130)를 포함하여 구성된다.

상기 구성의 종래 배면투사형 액정 프로젝트장치에 있어서, 상기 투사렌즈 유니트(130)에 구비된 광학렌즈군(L)은 도 3에 도시된 바와 같이 그 광학적 배치구조가 직선형으로 배치되어 있다. 따라서, 상기 투사렌즈 유니트(130)에서 투사된 화상광축은 상기 반사경(140)을 향하여 직선형태로 출사된다. 이러한 광학적 구성에 의하면, 상기 투사렌즈 유니트(130)에서 투사된 화상광의 초점은 상기 반사경(140)을 거쳐 스크린(150)에 맺히도록 조절되어야 하므로 광학렌즈군(L)의 초점거리에 따라 특히, 캐비넷(100)의 높이가 구속되어 프로젝트장치의 전체 세트를 경박단소화시키는데 한계를 가지는 문제점이 있다.

도 2는 종래의 다른 배면투사형 액정 프로젝트장치의 구성을 보인 것으로서, 도 1의 종래 프로젝트장의 구성에 있어서 투사렌즈 유니트(130)와 반사경(140)의 사이에 제2반사경(140')을 개재시켜 투사렌즈 유니트(130)로부터 출사된 화상광축을 변환시켜 상기 반사경(140)으로 꺽어줌으로써 투사렌즈 유니트(130)의 초점거리가 보다 짧게 되도록 조절하여 캐비넷(100')의 높이를 낮춘 것이다.

그러나, 이 프로젝트장치의 투사렌즈 유니트(130)에 구비된 광학렌즈군(L)의 배치구조 또한 도 3에 도시된 바와 같이 직선형으로 배치되어 있기 때문에, 상기 투사렌즈 유니트(130)로부터 투사된 화상광축은 상기 제2반사경(140')을 향하여 직선형태로 출사된다. 따라서, 상기 투사렌즈 유니트(130)와 상기 제2반사경(140')의 거리가 일정 거리 이상으로 제한됨에 따라 특히, 캐비넷(100')의 깊이(전면과 후면 사이의 폭)가 구속되어 프로젝트장치의 전체 세트를 경박단소화시키는데 한계를 가지는 문제점이 있다.

요컨대, 종래의 배면투사형 액정 프로젝트장치는 투사렌즈 유니트의 광학적 배치구조의 특성으로 인하여 캐비넷의 깊이를 축소시키면 높이가 늘어나고, 캐비넷의 높이를 낮추면 깊이가 늘어남에 따라 프로젝트장치 세트 전체의 높이와 깊이를 일정 규격 이하로 축소 구성하는데 한계점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 배면투사형 액정 프로젝트장치가 가지는 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 투사렌즈 유니트에서 스크린까지의 광투사거리를 단축시키기 위하여 화상광축의 각도가 꺽어져 변환되도록 구성된 투사렌즈 유니트를 제공함으로써 프로젝트장치 세트 내의 점유 공간을 줄여 기존과 동일 규격의 대형화면을 유지하면서도 전체적인 외형 규격이 경박단소화된 배면투사형 액정 프로젝트장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 배면투사형 액정 프로젝트장치의 일예를 나타내 보인 개략적 구성도,

도 2는 종래 배면투사형 액정 프로젝트장치의 다른 예를 나타내 보인 개략적 구성도,

도 3은 도 1 및 도 2의 종래 프로젝트장치에 구비된 투사렌즈 유니트의 광학렌즈 배치구조를 보인 개략적 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 배면투사형 액정 프로젝터장치를 나타내 보인 개략적 구성도,

도 5는 도 4의 본 발명에 따른 배면투사형 액정 프로젝트장치에 구비된 투사렌즈 유니트의 광학렌즈 배치구조를 보인 개략적 구성도,

도 6은 도 5의 투사렌즈 유니트에 구비된 광축변환용 프리즘을 발췌하여 나타내 보인 개략도,

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

200...캐비넷 210...광원

220...액정표시소자 230...투사렌즈 유니트

240...반사경 250...스크린

L-I...제1광학렌즈군 L-II...제2광학렌즈군

P...광축변환용 프리즘 Pi...광입사면

Po...광출사면 Pr...광반사면

P1...광반사방지용 박막층 P2...광반사방지용 박막층

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 배면투사형 액정 프로젝트장치는,

광원과, 상기 광원으로부터 조사된 광을 이용하여 화상을 생성하는 화상원과, 그 화상원으로부터 생성된 화상광을 스크린에 확대 투영시키는 투사렌즈 유니트를 포함하는 배면투사형 액정 프로젝트장치에 있어서,

상기 투사렌즈 유니트는,

상기 화상원측에서 입사되는 화상광을 집속하도록 순차 배치된 제1광학렌즈군과;

상기 제1광학렌즈군을 통과한 화상광의 광축을 일정한 각도로 꺽어 변환시켜 주기 위한 것으로 광입사면과 광출사면을 가지는 광축변환용 프리즘과;

상기 광축변환 프리즘에 의해 광축이 변환된 화상광을 집속하여 상기 스크린에 확대 투사하기 위한 제2광학렌즈군;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 의한 배면투사형 액정 프로젝터장치에 있어서, 상기 광축변환프리즘은 상기 제1광학렌즈군을 통과한 화상광의 주광축을 90도 내지 135도 사이에서 꺽어 변환시켜 주며, 광학용 플라스틱계 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 광축변환용 프리즘은 광입사면과 광출사면에 일층 이상의 광반사방지용 박막층이 형성되고, 광반사면에는 광학용 알루미늄(Al)과 은(Ag) 중에서 선택된 어느 하나의 광반사용 박막층이 형성되며, 광입사면과 광출사면이 각각 광축과 수직을 이루도록 5각형으로 형성된 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배면투사형 액정 프로젝트장치를 상세히 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 배면투사형 액정 프로젝트장치는 캐비넷(200)의 전면에 화상이 디스플레이되는 스크린(250)이 설치되고, 캐비넷(200)의 배면부에는 상기 스크린(250)과 대면되는 위치에 반사경(240)이 경사진 상태로 내장된다. 그리고, 캐비넷(200)의 하방 구동부에는 상기 반사경(240)을 거쳐 스크린(250)으로 화상광을 투사하기 위한 투사장치로서, 할로겐이나 크세논 등을 이용하여 생성한 광을 조사하는 광원(210)과, 화상원으로서 상기 광원(210)에서 조사된 광을 이용하여 화상을 생성하는 액정표시소자(220)와, 그 액정표시소자(220)에 의해 생성된 화상을 상기 반사경(240)을 통하여 스크린(250)에 확대 투영시키는 투사렌즈 유니트(230)를 포함하여 구성된다.

상기 투사렌즈 유니트(230)는 본 발명을 특징지우는 구성요소로서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 액정표시소자(220)로부터 입사되어 오는 화상광을 집속하도록 다수의 광학렌즈가 순차 배열된 제1광학렌즈군(L-I)과, 상기 제1광학렌즈군(L-I)을 통과한 화상광축을 일정한 각도로 꺽어 변환시켜 주기 위한 광경로변환수단으로서의 광축변환용 프리즘(P)과, 상기 광축변환용 프리즘(P)에 의해 광축이 변환된 화상광을 집속하여 상기 스크린(250)에 확대 투사하도록 다수의 광학렌즈가 순차 배열된 제2광학렌즈군(L-II)을 포함한다.

상기 제1광학렌즈군(L-I)은 입사되는 광을 집속시키도록 적어도 하나 이상의 볼록렌즈(L1)와 오목렌즈(L2) 및 비구면렌즈(L3)를 포함한다.

상기 제2광학렌즈군(L-II)은 집속된 화상을 발산 확대시키도록 적어도 하나 이상의 볼록렌즈(L4)와 메니스커스렌즈(L5), 오목렌즈(L6) 및 비구면렌즈(L7)를 포함하고, 그 광축은 상기 제1광학렌즈군(L-I)의 광축과 동축 상에 위치하게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 광축변환용 프리즘(P)은 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1광학렌즈군(L-I)을 통과한 화상광의 주광축을 90도 내지 135도 사이에서 꺽어 변환시켜 주도록 광입사면(Pi)과 광출사면(Po)이 각각 주광축과 수직을 이루도록 5각형으로 형성된다.

또한, 상기 광축변환용 프리즘(P)은 광학용 플라스틱계 재질로 이루어진 것이 바람직하며, 도시된 바와 같이 광입사면(Pi)과 광출사면(Po)에 적어도 일층 이상의 광반사방지용 박막층(P1)이 형성되고, 광반사면(Pr)에는 광학용 알루미늄(Al)과 은(Ag) 중에서 선택된 어느 하나의 광반사용 박막층(P2)이 형성된다.

상기 구성을 가지는 본 발명에 의한 배면투사형 액정 프로젝트장치에 따르면, 상기 액정표시소자(220)에 의해 형성된 화상광은 투사렌즈 유니트(230)에 순차로 배치된 제1광학렌즈군(L-1)을 통과하여 상기 광축변환용 프리즘(P)의 광입사면(Pi)으로 입사된다. 이때, 입사되는 화상광은 상기 광입사면(Pi)에 형성된 광반사방지용 박막층(P1)으로 인하여 반사율이 억제되므로 그 투과율이 증가된다.

상기 광입사면(Pi)으로 입사된 화상광의 주광축은 상기 광축변환용 프리즘(P)의 광반사면(Pr)에 의해 90도 내지 135도 사이에서 꺽어져 그 경로가 제2광학렌즈군(L-2)을 통과하도록 변경된 상태에서 광출사면(Po)으로 출사된다. 이때, 출사되는 화상광은 상기 광출사면(Pr)에 형성된 광반사방지용 박막층(P2)으로 인하여 반사율이 억제되므로 그 투과율이 증가된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 광반사면(Pr)으로 입사되는 화상광축의 주변광의 입사각이 그 굴절률(프리즘재료의 굴절률)과 전반사 조건을 이룰때에는 상기 광반사면(Pr)에 광반사용 박막층(P2) 형성을 배제할 수 있다. 그리고, 상기 광축변환용 프리즘(P)의 광입사면(Pi)과 광출사면(Po)은 임의의 곡면으로 형성될 수도 있다.

상기한 바와 같이 상기 광축변환용 프리즘(P)에 의해 그 경로가 변경되어 상기 제2광학렌즈군(L-2)을 통과한 화상광은 상기 반사경(240)에 의해 반사되어 스크린(250)에 확대 투영됨으로써 원하는 화상을 디스플레이할 수 있게 된다. 이로써, 상기 투사렌즈 유니트(230)는 그 초점거리가 실질적으로 짧아져 화상광의 투사거리가 단축되므로 캐비넷(200)의 내부를 점유하는 공간이 줄어 들어 예컨대, 기존과 동일 규격의 대형화면을 유지하면서도 세트의 전체적인 외형 규격을 경박단소화시킬 수 있거나, 또는 동일한 세트 외형 규격을 유지하면서도 대형화된 스크린을 얻을 수가 있다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 배면투사형 액정 프로젝트장치는, 투사렌즈 유니트에서 스크린까지의 광투사거리를 단축시키기 위하여 화상광축의 각도가 꺽어져 변환되도록 구성된 투사렌즈 유니트를 제공함으로써 프로젝트장치 세트 내의 점유 공간을 줄여 기존과 동일 규격의 대형화면을 유지하면서도 세트의 전체적인 외형 규격을 경박단소화시킬 수 있다.

Claims

광원과, 그 광원으로부터 조사된 광을 이용하여 화상을 생성하는 화상원과, 그 화상원으로부터 생성된 화상광을 스크린에 확대 투영시키는 투사렌즈 유니트를 포함하는 배면투사형 액정 프로젝트장치에 있어서,

상기 투사렌즈 유니트는,

상기 화상원측에서 입사되는 화상광을 집속하도록 순차 배치된 제1광학렌즈군과;

상기 제1광학렌즈군을 통과한 화상광의 광축을 일정한 각도로 꺽어 변환시켜 주기 위한 것으로 광입사면과 광출사면을 가지는 광축변환용 프리즘과;

상기 광축변환 프리즘에 의해 광축이 변환된 화상광을 집속하여 상기 스크린에 확대 투사하기 위한 제2광학렌즈군;을 포함하는 것을 특징으로 하는 배면투사형 액정 프로젝터장치.
제1항에 있어서,

상기 광축변환프리즘은 상기 제1광학렌즈군을 통과한 화상광의 주광축을 90도 내지 135도 사이에서 꺽어 변환시켜 주도록 형성된 것을 특징으로 하는 배면투사형 액정 프로젝트장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 광축변환용 프리즘은 광학용 플라스틱계 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 배면투사형 액정 프로젝터장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 광축변환용 프리즘은 광입사면과 광출사면에 일층 이상의 광반사방지용 박막층이 형성된 것을 특징으로 하는 배면투사형 액정 프로젝트장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 광축변환용 프리즘의 광반사면에는 광학용 알루미늄(Al)과 은(Ag) 중에서 선택된 어느 하나의 광반사용 박막층이 형성된 것을 특징으로 하는 배면투사형 액정 프로젝트장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 광축변환용 프리즘은 5각형으로 형성되며, 광입사면과 광출사면은 각각 광축과 수직을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 배면투사형 액정 프로젝트장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 광축변환용 프리즘의 광입사면과 광출사면은 각각 임의의 곡면을 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 배면투사형 액정 프로젝트장치.