KR100299980B1 - 투사렌즈의 설계를 용이하게 한 반사형 디스플레이의 색합성 장치 - Google Patents

Abstract

TIR프리즘을 사용하는 반사형 디스플레이의 색합성장치는 TIR프리즘으로 입사되는 R,G,B색광에 대한 입사각의 크기를 39°∼40°로 설계하고, 각 TIR프리즘에 대한 각의 크기를 37°∼38°로 설계하여 투사렌즈의 설계매수를 줄임으로써 투사렌즈의 설계를 용이하게 한다.

Description

투사렌즈의 설계를 용이하게 한 반사형 디스플레이의 색합성장치{color-light composition apparatus of reflectin-type display to easy design of transmitted lens}

본 발명은 TIR(Total Internal Reflection)프리즘을 사용하는 반사형 디스플레이의 색합성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투사렌즈의 설계를 용이하게 하도록 하는 반사형 디스플레이의 색합성장치에 관한 것이다.

TIR프리즘을 사용하는 반사형 디스플레이의 색합성장치는 3개의 TIR프리즘과3개의 반사형 디스플레이소자 및 칼라큐브(color cube)로써 R,G,B의 색광을 합성하고, 합성된 색광을 투사렌즈에 의해 스크린에 결상시킨다. 이러한 투사렌즈의 F넘버(촛점거리/렌즈유효구경)가 클수록 설계되는 렌즈의 매수를 줄일 수 있으며, 이로써 투사렌즈의 설계는 용이해진다. 그래서, F넘버를 크게 하기위해 비축각의 크기를 작게 하거나 배면초점길이(Back Focal Length; BFL)를 짧게 한다.

하지만, 비축각의 크기를 작게 하면 BFL이 길어지고, BFL을 짧게 하면 비축각의 크기가 커지며, 투사렌즈의 설계를 용이하게 하기 위해 비축각의 크기와 BFL 모두 작게 하기는 어려운 문제점이 있다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 BFL과 비축각의 크기를 적절히 작게 함으로써 투사렌즈설계를 용이하게 하기 위한 반사형 디스플레이의 색합성장치를 제공하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 TIR프리즘을 사용하는 반사형 디스플레이의 색합성장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11,21,31 : TIR프리즘 12,22,32 : 반사형 디스플레이소자

13 : 칼라큐브 14 : 투사렌즈

a : TIR프리즘의 각 b : 각 색광에 대한 입사각

c : 비축각

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 TIR(Total Internal Reflection)프리즘을 사용하여 스크린에 광을 결상하는 반사형 디스플레이의 색합성장치에 있어서, R,G,B색광을 반사시키는 반사형 디스플레이소자; R,G,B색광을 합하는 칼라큐브(color cube); 프리즘각의 크기가 37°∼38°이고, 입사각 39°∼40°로 입사되는 R,G,B색광을 투과시켜 상기 반사형 디스플레이소자로 진행하도록 하고, 상기 반사형 디스플레이소자로부터 반사되는 R,G,B색광을 전반사하여 상기 칼라큐브로 진행하도록 하는 TIR프리즘; 및 상기 칼라큐브로부터 합해진 광을 투과시켜 상기 스크린에 결상되도록 하는 투사렌즈를 포함하여 투사렌즈의 설계가 용이하도록 한 반사형 디스플레이의 색합성장치에 있다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 구현한 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 디스플레이의 색합성장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1의 장치에서, 조명계(미도시됨)로부터의 R색광은 TIR프리즘(11)으로 입사하여 굴절된 후 반사형 디스플레이소자(12)로 진행한다. 반사형 디스플레이소자(12)는 입사된 광을 반사시키고, 반사된 광은 TIR프리즘(11)으로 향한다. TIR프리즘(11)으로 향한 광은 TIR프리즘(11)에서 반사되어 칼라큐브(13)로 향한다. 그리고, 조명계(미도시됨)로부터의 G색광은 TIR프리즘(21)으로 입사하여 굴절된 후 반사형 디스플레이소자(22)로 진행한다. 반사형 디스플레소자(22)는 입사된 광을 반사시키고, 반사된 광은 TIR프리즘(21)으로 향한다. TIR프리즘(21)으로 향한 광은 TIR프리즘(21)에서 반사되어 칼라큐브(13)로 향한다. 또한, 조명계(미도시됨)로부터의 B색광은 TIR프리즘(31)으로 입사하여 굴절된 후 반사형 디스플레이소자(32)로 진행한다. 반사형 디스플레소자(32)는 입사된 광을 반사시키고, 반사된 광은 TIR프리즘(31)으로 향한다. TIR프리즘(31)으로 향한 광은 TIR프리즘(31)에서 반사되어 칼라큐브(13)로 향한다. 그래서, 칼라큐브(13)는 칼라큐브(13)로 진행한 R,G,B색광을 합하고, 칼라큐브(13)에서 합해진 광은 투사렌즈(14)로 진행하게 된다.

도 1에서 조명계로부터의 R색광과 B색광의 입사위치는 상호 바뀌어도 가능하며, a는 TIR프리즘(11,21,31)의 각을 나타내고, b는 TIR프리즘(11,21,31)으로의 각색광에 대한 입사각을 나타내며, c는 반사형 디스플레이소자로 입사된 색광과 반사형 디스플레이소자의 면에 수직한 선과의 각인 비축각을 나타낸다. 그리고, 도 1에서 각 반사형 디스플레이소자로부터 투사렌즈중심까지의 일점쇄선은 BFL을 나타내며, 각 색광에 대한 BFL은 동일한 값을 갖는다.

상술한 TIR프리즘을 사용하는 반사형 디스플레이의 색합성장치에서 투사렌즈의 설계를 용이하게 하기 위해서는 비축각(c)의 크기와 BFL 모두 적절히 작게 해야 한다. 그래서, TIR프리즘(11,21,31)의 각 a를 37°∼38°크기로 설계하고, 각 색광에 대한 입사각 b를 39°∼40°크기로 설계하면, 비축각의 크기와 BFL 모두 적절히 작은 값을 갖게 된다. 이로써 투사렌즈의 설계는 용이하게 된다. 이 때의 비축각(c)의 크기는 약 19°이고, BFL은 50mm±5mm이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 TIR프리즘을 사용하는 반사형 디스플레이의 색합성장치는 TIR프리즘의 각의 크기와 색광에 대한 입사각의 크기를 37°∼38°와 39°∼40°로 조절함으로써 투사렌즈의 설계를 용이하게 한다.

Claims (3)

1. TIR(Total Internal Reflection)프리즘을 사용하여 스크린에 광을 결상하는 반사형 디스플레이의 색합성장치에 있어서,

   R,G,B색광을 반사시키는 반사형 디스플레이소자;

   R,G,B색광을 합하는 칼라큐브(color cube);

   프리즘각의 크기가 37°∼38°이고, 입사각 39°∼40°로 입사되는 R,G,B색광을 투과시켜 상기 반사형 디스플레이소자로 진행하도록 하고, 상기 반사형 디스플레이소자로부터 반사되는 R,G,B색광을 전반사하여 상기 칼라큐브로 진행하도록 하는 TIR프리즘; 및

   상기 칼라큐브로부터 합해진 광을 투과시켜 상기 스크린에 결상되도록 하는 투사렌즈를 포함하여 투사렌즈의 설계가 용이하도록 한 반사형 디스플레이의 색합성장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 반사형 디스플레이소자로부터 투사렌즈 중심까지 50mm±5mm의 배면초점길이(Back Focal Length)를 이루는, 반사형 디스플레이의 색합성장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 반사형 디스플레이소자로 입사되는 색광과 반사형 디스플레이소자의 입사면에 수직한 선이 이루는 비축각의 크기가 약 19°인 것을 특징으로 하는 반사형 디스플레이의 색합성장치.