KR100389866B1 - 슬림형 프로젝터 - Google Patents

Abstract

전체적으로 깊이가 감소되도록 광학계의 배열 및 구조를 개선한 슬림형 프로젝터가 개시되어 있다.

이 개시된 슬림형 프로젝터는, 광원과; 상기 광원으로부터의 광을 혼합하여 균일광이 되도록 하는 조명계와; 상기 조명계로부터의 입사광을 파장영역에 따라 투과 또는 반사시키거나 광경로를 변경하도록 상기 조명계 위에 배치되는 4분할 칼라프리즘과; 상기 4분할 칼라프리즘으로부터 파장영역에 따라 분리되어 각각 입사되는 입사광으로부터 화상을 형성하고 이를 반사시키는 제1, 제2 및 제3 화상형성수단과; 상기 제1, 제2 및 제3 화상형성수단으로부터 반사되고 상기 4분할 칼라프리즘에 의해 반사 및/또는 투과된 광의 경로를 변경하는 적어도 하나의 반사미러와; 상기 반사미러에서 입사되는 광이 스크린으로 향하도록 확대 투과시키는 투사렌즈유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

슬림형 프로젝터{A slim type projector}

본 발명은 전체적으로 깊이가 감소되도록 광학계의 배열 및 구조를 개선한 슬림형 프로젝터에 관한 것이다.

근래에는 공간적 제약을 덜 받도록 프로젝션 TV나 기타 모니터가 점점 슬림화되고, 기존에 바닥에 설치되던 것에서 벽면에 간단하게 설치함으로써 공간활용도를 높일 수 있는 벽걸이 TV/모니터가 선호되고 있다.

그런데, 종래의 배면 프로젝션 TV/모니터에 적용되는 광학계는 도 1에 도시된 바와 같이, 광을 생성 투사하는 광원(100)과, 이 광원(100)으로부터의 광을 혼합하여 균일광으로 만드는 조명계(110)와, 조명계(110)로부터의 광을 반사시키는 콜드미러(120)와, 광경로 상에 배치되어 상기 콜드미러(120)에 의해 반사되어 입사된 광을 그 파장 영역에 따라 투과 및/또는 반사시키는 4분할 프리즘(130)과, 입사광으로부터 화상을 생성하는 제1, 제2 및 제3화상형성수단(140a)(140b)(140c)과, 상기 4분할 프리즘(130)을 경유하여 입사된 광을 반사시키는 반사미러(150)와, 상기 반사미러(150)로부터의 광이 스크린으로 향하도록 확대 투과시키는 투사렌즈유니트(160)를 포함하여 구성된다.

여기서, 도면부호 165와 170은 각각 후면미러와 스크린을 나타낸다.

상기와 같이 구성된 종래의 프로젝터의 전체 깊이(L')는 35cm로 폭이 크기때문에 벽걸이용으로 부적합하다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프로젝터의 투사계에서 입사광을 90도 각도로 반사시키는 반사미러를 구비하여 전체 광학계의 깊이를 감소시킨 슬림형 프로젝터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 프로젝터를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 프로젝터를 개략적으로 도시한 도면.

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>

1...광원 10...조명계

30...4분할 칼라프리즘 40a,40b,40c...화상형성수단

50...제1반사미러 55...제2반사미러

60...투사렌즈유니트 75...스크린

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 슬림형 프로젝터는, 광원과; 상기 광원으로부터의 광을 혼합하여 균일광이 되도록 하는 조명계와; 상기 조명계로부터의 입사광을 파장영역에 따라 투과 또는 반사시키거나 광경로를 변경하는 제1, 제2 , 제3 및 제4 프리즘으로 구성되고, 상기 조명계 위에 배치되는 4분할 칼라프리즘과; 상기 4분할 칼라프리즘으로부터 파장영역에 따라 분리되어 각각 입사되는 입사광으로부터 화상을 형성하고 이를 반사시키는 제1, 제2 및 제3 화상형성수단과; 상기 제1, 제2 및 제3 화상형성수단으로부터 반사되고 상기 4분할 칼라프리즘에 의해 반사 및/또는 투과된 광의 경로를 변경하는 적어도 하나의 반사미러와; 상기 반사미러에서 입사되는 광이 스크린으로 향하도록 확대 투과시키는 투사렌즈유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 4분할 칼라 프리즘이 상기 조명계 바로 위에 후속적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 적어도 하나의 반사미러는, 상기 4분할 칼라프리즘으로부터 입사된 광을 90도 각도로 반사시키도록 배치된 제1반사미러인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 적어도 하나의 반사미러는, 상기 90도 각도로 반사된 광이 상기 투사렌즈유니트쪽으로 향하도록 광로를 변경하는 제2반사미러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1반사미러에 의해 반사된 광을 집속시키도록 상기 제1반사미러와 제2반사미러 사이에 배치된 집광렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 슬림형 프로젝터를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 슬림형 프로젝터는, 광을 조사하는 광원(1)과, 이 광원(1)으로부터 나온 광을 혼합시켜 균일광이 되도록 하는 조명계(10)와, 상기 조명계(10)로부터의 광을 파장영역에 따라 분리하고 광경로를 변화시키는 4분할칼라프리즘(30)과, 입사광을 선택적으로 반사시켜 화상을 생성하는 제1, 제2 및 제3 화상형성수단(40a)(40b)(40c)과, 상기 4분할 칼라프리즘을 경유하여 입사된 광을 반사시키는 적어도 하나의 반사미러와, 투사렌즈유니트(60)를 포함한다.

상기 조명계(10)는 상기 광원(1)으로부터의 광을 혼합 또는 확대시켜 균일광이 되도록 하는 렌즈군으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 조명계(10) 위에 상기 4분할 칼라프리즘(30)이 배치된다.

여기서, 상기 광원(1)과 조명계(10)는 본 발명에 따른 프로젝터의 전체적인 구조로 볼 때 아래부분에 배치되고, 상기 4분할 칼라프리즘(30)은 상기 광원(1)과 조명계(10)에 후속되어 일렬로 배치된다. 특히, 상기 4분할 색분리프리즘(30)은 상기 조명계(10) 바로 위에 배치되어 본 발명에서는 콜드미러(도 1의 120)가 구비될 필요가 없다.

한편, 상기 4분할 칼라프리즘(30)은 제1, 제2, 제3 및 제4 프리즘(30a)(30b)(30c)(30d)으로 구성된다. 상기 조명계(10)로부터 입사된 광은 상기 제1프리즘(30a)에 의해 파장영역에 따라 투과 및/또는 반사되어 분기된다. 예를 들어, 그린(G) 파장의 광은 투과되고 레드광(R), 블루광(B)은 반사시킨다.

그리고, 상기 제1프리즘(30a)에서 반사된 블루광과 레드광은 제2프리즘(30b)으로 향하고, 제2프리즘(30b)에 의해 블루광은 반사되고 레드광은 투과된다. 여기서, 상기 블루광이 투과되고 레드광이 반사될 수 있음은 물론이다.

이상과 같이 그린, 레드, 블루 삼색광으로 분리된 광은 각각에 대응되는 화상형성수단으로 입사된다. 즉, 상기 제1프리즘(30a) 및 제2프리즘(30b)을 경유한블루광과 레드광은 각각 제1화상형성수단(40a)과 제2화상형성수단(40b)으로 입사되고, 상기 제1프리즘(30a) 및 제3프리즘(30c)을 경유한 그린광은 제3화상형성수단(40c)으로 입사된다. 여기서, 상기 제3프리즘(30c)은 광의 편광상태에 따라 입사광을 투과 또는 반사시키는 편광빔스프터일 수 있다.

이렇게 각각의 대응되는 화상형성수단으로 입사된 광은 각 화소마다 선택적으로 반사되어 화상을 형성한다. 여기서, 상기 화상형성수단으로는 예를 들어 가동미러장치(DMD;Digital Mirror Device)를 채용할 수 있다. 이 가동미러장치는 화소에 상응하는 마이크로미러가 2차원 어레이 구조로 배열되고, 각각 독립적으로 회동될 수 있도록 되어 있어 각 화소별로 선택적으로 구동되고 이에 따라 반사각이 달라짐으로써 화상을 형성하도록 되어 있다. 또는, 액정표시소자가 채용될 수 있다. 이 액정표시소자는 2차원 어레이 구조로 된 다수의 반사영역을 가지며, 각각 독립적으로 구동되어 입사광의 편광방향을 변조시킴에 의해 화상을 형성하도록 되어 있다.

한편, 상기 제1, 제2 및 제3 화상형성수단(40a)(40b)(40c)으로부터 반사된 광은 다시 각각의 대응되는 프리즘쪽으로 재입사된다. 그리고, 상기 제2프리즘(30b)으로 재입사된 블루광 및 레드광은 각각 투과 또는 반사되어 상기 제4프리즘(30d)쪽으로 향하고, 이 제4프리즘(30d)을 투과하여 출사된다. 상기 제3프리즘(30c)으로 재입사된 그린광은 반사되어 상기 제4프리즘(30d)쪽으로 향하고, 이 제4프리즘(30d)에서 반사되어 출사된다.

상기한 바와 같은 광경로로 각각 진행되어 출사되는 레드광, 블루광 및 그린광은 상기 제4프리즘(30d)을 통과한 후에 상기 적어도 하나의 반사미러에 의해 광경로가 변경된다. 상기 적어도 하나의 반사미러는 상기 제4프리즘(30d)으로부터 출사된 광을 90도 각도로 반사시키는 제1반사미러(50)일 수 있다. 더욱이, 상기 제1반사미러(50)에서 상기 투사렌즈유니트(60)까지의 광경로상에 제2반사미러(55)가 하나 더 포함될 수 있다.

상기 제1반사미러(50)가 입사광을 특히, 90도 각도로 반사시킴으로써 광경로가 상기 4분할 칼라프리즘(30)에 평행하게 변경된다. 그리고, 제1반사미러(50)에 의해 반사된 광은 상기 제2반사미러(55)에 의해 45도 각도로 반사되어 상기 투사렌즈유니트(60)쪽으로 향하게 된다. 여기서, 상기 제1반사미러(50)와 제2반사미러(55) 사이의 광경로상에 상기 제1반사미러(50)로부터의 광을 집광시키도록 집광렌즈(53)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1반사미러(50)는 상기 4분할 칼라프리즘(30)으로부터 출사된 광을 상기 투사렌즈유니트(60)쪽으로 직접 반사시키도록 된 반사미러일 수 있다.

이상과 같은 광경로로 진행되어 투사렌즈유니트(60)에 입사된 광은 상기 투사렌즈유니트(60)에 의해 확대 투과되어 후면미러(70)에서 반사된 다음 스크린(75)으로 향한다.

본 발명에서는 상기한 바와 같이, 상기 광원(1), 조명계(10) 및 상기 4분할 칼라프리즘(30)이 수직방향으로 일렬로 배열되어 있고, 상기 4분할 칼라프리즘(30)으로부터의 광을 90도 각도로 꺽어줌으로써 광하계의 전체적인 깊이(L)를 줄일 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 슬림형 프로젝터는 조명계 바로 위에 4분할 칼라프리즘을 배치하고, 4분할 칼라프리즘으로부터의 광을 90도 각도로 반사시켜 광경로를 변경하는 반사미러를 구비하여 프로젝터 광학계의 전체적인 깊이를 10cm 이하로 줄일 수 있다. 따라서, 벽걸이용으로 적합하게 사용될 수 있다.

Claims (5)

1. 광원과;

   상기 광원으로부터의 광을 혼합하여 균일광이 되도록 하는 조명계와;

   상기 조명계로부터의 입사광을 파장영역에 따라 투과 또는 반사시키거나 광경로를 변경하는 제1, 제2 , 제3 및 제4 프리즘으로 구성되고, 상기 조명계 위에 배치되는 4분할 칼라프리즘과;

   상기 4분할 칼라프리즘으로부터 파장영역에 따라 분리되어 각각 입사되는 입사광으로부터 화상을 형성하고 이를 반사시키는 제1, 제2 및 제3 화상형성수단과;

   상기 제1, 제2 및 제3 화상형성수단으로부터 반사되고 상기 4분할 칼라프리즘에 의해 반사 및/또는 투과된 광의 경로를 변경하는 적어도 하나의 반사미러와;

   상기 반사미러에서 입사되는 광이 스크린으로 향하도록 확대 투과시키는 투사렌즈유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림형 프로젝트 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 4분할 칼라 프리즘이 상기 조명계 바로 위에 후속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 슬림형 프로젝트 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 반사미러는,

   상기 4분할 칼라프리즘으로부터 입사된 광을 90도 각도로 반사시키도록 배치된 제1반사미러인 것을 특징으로 하는 슬림형 프로젝트 장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 반사미러는,

   상기 90도 각도로 반사된 광이 상기 투사렌즈유니트쪽으로 향하도록 광로를 변경하는 제2반사미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림형 프로젝트 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 제1반사미러에 의해 반사된 광을 집속시키도록 상기 제1반사미러와 제2반사미러 사이에 배치된 집광렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림형 프로젝트 장치.