KR100402962B1

KR100402962B1 - 렌즈 어레이 어셈블리

Info

Publication number: KR100402962B1
Application number: KR10-2001-0063711A
Authority: KR
Inventors: 이찬호
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-10-22
Also published as: KR20030031816A

Abstract

렌즈 어레이 어셈블리가 개시된다. 본 발명 렌즈 어레이 어셈블리는, 마주보는 두 면이 개방되어 제 1 및 제 2 개구부가 형성되는 베이스 홀더; 상기 제 1 개구부에 놓여지는 제 1 렌즈 어레이; 상기 제 1 렌즈 어레이를 상기 제 1 개구부에 위치 정렬하여 고정시키는 제 1 브라켓; 상기 제 2 개구부에 놓여지는 제 2 렌즈 어레이; 상기 제 2 렌즈 어레이를 통과한 광을 P편광광과 S편광광을 분리하는 편광 분리 프리즘을 통과하여 동일한 편광광으로 출력하는 편광 전환계; 상기 편광 전환계로 들어가는 불필요한 광을 차단하는 것으로, 상기 제 2 렌즈 어레이와 편광 전환계 사이에 개재되는 브라켓 배플(bracket baffle); 및 상기 편광 전환계를 그 내부에 위치 정렬하여 고정시키고, 상기 제 2 렌즈 어레이 및 상기 브라켓 배플을 상기 제 2 개구부에 위치 정렬하여 고정시키는 제 2 브라켓을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

렌즈 어레이 어셈블리{Lens array assembly}

본 발명은 프로젝션 텔레비젼 기타 투사광학계를 이용한 광학 기기에 사용되는 렌즈 어레이 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조립 및 위치 정렬이 용이하도록 개량된 렌즈 어레이 어셈블리에 관한 것이다.

프로젝션 텔레비젼은 특수 제작된 소형 음극선관(CRT)이나 액정표시소자(LCD) 등의 화상생성수단을 영상원으로 이용하여 화상을 생성하고, 그 화상을 투사계 렌즈를 통하여 대형 스크린에 확대 투영시킴으로써 원하는 영상을 디스플레이하는 영상 투사 시스템으로서, 대형 화면으로 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있는 장점 등으로 인하여 그 수요가 증대되고 있다.

이러한 프로젝션 텔레비젼은 영상을 스크린에 확대 투사하는 방식에 따라 소위 프런트 타입(Front type)이라 불리우는 전면투사형과, 리어 타입(Rear type)이라 불리우는 배면투사형으로 구분된다.

상기 배면투사형 프로젝션 텔레비젼의 경우 화상생성수단에 의해 생성된 화상광이 퍼지지 않고 동일 방향으로 직진하도록 하는 렌즈 어레이 어셈블리 및 상기 화상광을 하나로 모아 진행시키는 조명계 렌즈를 더 구비한다.

도 1은 종래의 렌즈 어레이 어셈블리의 일 예를 보인 분해 사시도로서, 국내출원번호 20-1998-0026008에 의해 공지된 고안에 기초한 것이다.

도면을 참조하면, 종래의 렌즈 어레이 어셈블리(10)는 렌즈(20), 편광 전환계(30), 및 이들을 지지하는 고정 지지하는 홀더(11)를 구비하여 구성된다. 상기홀더(11)는 탄성부재로 형성된 것으로, 중앙벽(12)과, 이에 이격되어 양측에 위치한 제 1, 제 2 지지벽(13,14)이 일체로 형성되어 단면이 '아라비아 숫자 3'의 형상을 하고 있다. 상기 제 1, 제 2 지지벽(13,14)의 단부에는 각각 돌출부(15,16)가 형성되고, 홀더(11)를 하우징(미도시)에 고정 장착하기 위한 고정 브라켓(18)이 구비된다. 상기 중앙벽(12)과 제 1 지지벽(13) 사이의 홈에는 편광 전환계(30)의 하단부가 삽입되고, 상기 중앙벽(12)과 제 2 지지벽(14) 사이의 홈에는 렌즈(20)의 하단부가 삽입된다. 또한 상기 돌출부들(15,16)이 각각 편광 전환계(30) 및 렌즈(20)를 접촉 가압하여 움직이지 않도록 한다.

상기한 바와 같은 종래의 렌즈 어레이 어셈블리는 렌즈 및 편광 전환계의 하단부만이 홀더에 의해 고정 지지되므로, 홀더에서 먼 상단부에서는 렌즈와 편광 전환계 사이의 간격이 하단부와 서로 달라질 수 있다.

또한 X 방향으로는 특별한 고정 수단이 없어 이 방향으로 위치 정렬이 용이하지 않고, 홀더의 가공 정도에 따라 렌즈 및 편광 전환계가 X 방향으로 편심되거나, Z 방향으로 기울어 실제 광로가 설정된 광로에서 벗어나는 오차가 발생될 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로 렌즈 어레이 및 타 광학 부품들이 설정된 위치에 정확히 위치 정렬되고 고정될 수 있는 렌즈 어레이 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 조립이 용이하여 생산성이 향상될 수 있는 렌즈 어레이 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 렌즈 어레이 어셈블리의 분해 사시도.

도 2는 본 발명 렌즈 어레이 어셈블리의 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 주요 구성 요소인 브라켓 배플과 편광전환계의 구성 및 작용을 개략적으로 나타낸 단면도.

도 4은 본 발명의 주요 구성 요소인 제 2 브라켓을 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 주요 구성 요소인 베이스 홀더를 제 1 개구부 중심으로 도시한 사시도.

도 6는 본 발명의 주요 구성 요소인 베이스 홀더를 제 2 개구부 중심으로 도시한 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10 ...종래의 렌즈 어레이 어셈블리 100 ...본 발명 렌즈 어레이 어셈블리

110 ...베이스 홀더 130 ...제 1 브라켓

140 ...제 1 렌즈 어레이 150 ...제 2 렌즈 어레이

160 ...브라켓 배플 170 ...편광전환계

180 ...제 2 브라켓

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명 렌즈 어레이 어셈블리는, 마주보는 두 면이 개방되어 제 1 및 제 2 개구부가 형성되는 베이스 홀더; 상기 제 1 개구부에 놓여지는 제 1 렌즈 어레이; 상기 제 1 렌즈 어레이를 상기 제 1 개구부에 위치 정렬하여 고정시키는 제 1 브라켓; 상기 제 2 개구부에 놓여지는 제 2 렌즈 어레이; 상기 제 2 렌즈 어레이를 통과한 광을 P편광광과 S편광광을 분리하는 편광 분리 프리즘을 통과하여 동일한 편광광으로 출력하는 편광 전환계; 상기 편광 전환계로 들어가는 불필요한 광을 차단하는 것으로, 상기 제 2 렌즈 어레이와 편광 전환계 사이에 개재되는 브라켓 배플(bracket baffle); 및 상기 편광 전환계를 그 내부에 위치 정렬하여 고정시키고, 상기 제 2 렌즈 어레이 및 상기 브라켓 배플을 상기 제 2 개구부에 위치 정렬하여 고정시키는 제 2 브라켓을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

상기 베이스 홀더의 제 1 또는 제 2 개구부의 소정 일 측면 및 이에 접하는 소정 일 측면에는 상기 제 1 또는 제 2 렌즈 어레이가 가압 밀착되는 복수의 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 브라켓에는 상기 제 1 렌즈 어레이를 가압하여 상기 제 1 개구부의 복수의 돌기에 밀착시켜 위치 정렬 및 고정하는 탄성 가압부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 2 브라켓에는 상기 제 2 렌즈 어레이를 가압하여 상기 제 2 개구부의 복수의 돌기에 밀착시켜 위치 정렬 및 고정하는 제 1 탄성 가압부, 상기 편광 전환계를 지지하는 편광전환계 홀딩부, 및 상기 편광전환계를 가압하여 상기 지지부에 밀착시켜 위치 정렬 및 고정하는 제 2 탄성 가압부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 브라켓 배플은 상기 제 2 렌즈 어레이를 지지하는 제 2 렌즈 어레이 홀딩부를 구비하며, 상기 제 2 렌즈 어레이 홀딩부는 상기 제 2 브라켓의 제 1 탄성 가압부가 상기 제 2 렌즈 어레이를 직접 가압하기에 용이하도록 분기된 것을 특징으로 한다.

상기 베이스 홀더는 그 내부 공기가 과열되는 것을 방지하기 위한 에어 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 또는 제 2 브라켓은 스크류에 의해 상기 베이스 홀더에 고정되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 렌즈 어레이 어셈블리를 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명 렌즈 어레이 어셈블리의 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 렌즈 어레이 어셈블리(100)는 속이 빈 육면체 형상으로 대응하는 제 1 및 제 2 개구부(115,120)가 형성된 베이스 홀더(110), 상기 제 1 개구부(115)에 개재되는 제 1 렌즈 어레이(140), 상기 제 1 렌즈 어레이(140)를 위치 정렬 및 고정하는 제 1 브라켓(130)을 구비한다. 상기 제 2 개구부(120)에 개재되는 제 2 렌즈 어레이(150), 상기 제 2 렌즈 어레이(150)를 지지하는 브라켓배플(160), 상기 브라켓 베플(160)에 적층되는 편광전환계(170), 및 상기 편광전환계(180)를 지지하고 상기 제 2 렌즈 어레이(150)를 위치 정렬 및 고정하는 제 2 브라켓(180)을 구비한다. 상기 제 1 및 제 2 브라켓(130,180)을 상기 제 1 및 제 2 개구부(115,120)에 고정 부착하기 위해서 도시된 바와 같이 스크류(135,195)가 적용되는 것이 바람직하다.

상기 제 1 및 제 2 렌즈 어레이(140,150)는 작은 사각형의 렌즈가 격자를 이루며 동일 평면상에 배열된 이른바 '플라이아이(fly-eye) 렌즈'로서 화상광을 퍼지지 않게 모아서 일 방향으로 고르게 나가도록 해 준다.

상기 제 1 브라켓(130)은 화상광이 통과될 수 있도록 중앙부가 개방된 사각형의 사진틀 형상이며, 우측부 및 상측부에는 수직으로 돌출된 탄성 가압부(131,132)가 일체로 형성되어 있어 상기 제 1 렌즈 어레이(140)를 위치 정렬하기 위해 가압한다. 상기 제 1 브라켓(130)의 대각선 방향으로 있는 네 측단에는 스크류(135) 고정을 위한 홀(133)이 형성된다.

상기 제 2 렌즈 어레이(150)의 외면에는 브라켓 배플(160)과 편광 전환계(Polarization Converting System Array,170)가 차례로 적층된다. 상기 브라켓 배플(160)의 상하 좌우 측단에는 상기 제 2 렌즈 어레이(150)를 지지하기 위한 홀딩부(161 내지 164)가 수직으로 돌출되어 형성된다. 이들 중에서 우측 및 상측의 홀딩부(161,162)는 분기되어 있어, 후술할 제 2 브라켓(180)의 제 1 탄성 가압부(181,182)가 그 사이에 위치하여 상기 제 2 렌즈 어레이(150)를 직접 가압할 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 주요 구성 요소인 브라켓 배플과 편광 전환계의 구성 및 작용을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하면 편광 전환계(170)는 세로로 긴 편광 분리 프리즘(171)이 병렬 결합되고 화상광의 투사면에 파장 전환판(172)이 결합되어 구성된다. 상기 파장 전환판(172)은 상기 병렬된 편광 분리 프리즘(171)에 하나 걸러 결합된다. 브라켓 배플(160)과 편광전환계(170)가 위치 정렬하여 고정되면, 상기 브라켓 배플(160)의 세로 방향 장공(165)은 상기 파장 전환판(172)이 결합된 반사 프리즘(171)에 위치하고 제 2 렌즈 어레이(도 2의 150)를 통과한 화상광이 이를 통해 입사한다.

화상광은 그 진행 방향을 기준으로 하여 수평광(이하 'P파') 및 수직광(이하 'S파')으로 구분된다. 제 1 및 제 2 렌즈 어레이(도 2의 140,150)를 통과하여 브라켓 배플(160)의 장공(165)을 통해 편광 전환계(170)에 입사한 화상광 중 S파는 상기 편광 분리 프리즘(171)을 그대로 통과한다. 그러나 P파는 상기 편광 분리 프리즘(171)에 반사된 후 상기 파장 전환판(172)을 통과하며 90˚틀어져 S파로 전환된다. 브라켓 배플(160)과 편광 전환계(170)의 조합은 이와 같이 화상광을 동일한 종류의 빛으로 전환하는 역할을 한다.

도 4은 본 발명의 주요 구성 요소인 제 2 브라켓을 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면 제 2 브라켓(180)은 상기한 제 1 브라켓(도 2의130)과 마찬가지로 화상광이 통과할 수 있도록 중앙부가 개방된 사각형의 사진틀 형상이다. 상기 개방된 중앙부에 상기한 편광전환계(도 2의 170)가 개재되어 지지될 수 있도록 걸림턱이 있는 홀딩부(187)가 상측 및 하측에 형성되고, 걸림턱이 없는홀딩부(188)가 좌측에 형성된다. 상기 편광전환계(도 2의 170)가 상기 홀딩부(187,188)에 가압 밀착되어 위치 조정 및 고정될 수 있도록 상측 및 하측의 홀딩부(187) 양단과 우측에 제 2 탄성 가압부(185,186)가 형성된다.

제 2 브라켓(180)의 우측 및 상측에는 상기 제 2 탄성가압부(185,186)와 반대 방향으로 돌출된 제 1 탄성가압부(181,182)가 형성된다. 렌즈 어레이 어셈블리(도 2의100)의 광학 부품들이 모두 조립된 때, 상기 제 1 탄성가압부(181,182)는 브라켓 배플(160)의 분기된 우측 및 상측 홀딩부(161,162) 사이에 위치하며, 제 2 렌즈 어레이(150)를 직접 가압함으로써 베이스 홀더(110)의 제 2 개구부(120)에서 위치 조정 및 고정이 이뤄진다.

상기 제 2 브라켓(180)의 대각선 방향으로 있는 네 측단에는 스크류(195) 고정을 위한 홀(190)이 형성된다.

도 5는 본 발명의 주요 구성 요소인 베이스 홀더를 제 1 개구부 중심으로 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면 베이스 홀더(110)는 소정의 고정대(미도시)에서 상기 베이스 홀더(110)를 위치 조정하기 위한 돌기(127), 및 이를 스크류(미도시)로 고정하기 위한 스크류 체결구(112,113)를 구비한다.

상기 베이스 홀더(110)의 측면에는 에어 홀(111)이 형성되어 내부의 공기 과열로 인한 팽창에 의해 상기 베이스 홀더(110)의 변형이 발생하는 것을 방지한다.

상기 베이스 홀더(110)의 제 1 개구부(115)에는 걸림부(118)가 형성되어 제 1 렌즈 어레이(도 2의 140)가 내부로 더이상 진입하지 못하도록 한다. 제 1개구부(115)의 내주면 사면 중에서, 도 2에서 도시한 상기 제 1 브라켓(130)의 탄성가압부(131,132)에 대응하는 최소한 두 면에는 기준이 되는 돌기들이 형성되어야만 한다. 상기 돌기들은 제 1 렌즈 어레이(140)의 위치 조정의 기준이 되므로 동일 측면의 돌기들은 동일한 높이를 갖도록 정밀하게 가공되어야 한다. 본 실시예에서는 화상광의 입사면을 기준으로 좌측 및 하측 내주면에 복수의 돌기들(116,117)이 형성되어 있고, 이들이 상기 탄성가압부(131,132)에 의해 가압되는 제 1 렌즈 어레이(140)를 밀착 지지하여 위치 조정 및 고정이 이뤄진다.

상기 제 1 개구부(115)의 대각선 방향 네 측단에는 제 1 브라켓(130)을 고정 결합하기 위한 스크류 체결홈(119)이 형성된다.

도 6는 본 발명의 주요 구성 요소인 베이스 홀더를 제 2 개구부 중심으로 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면 상기 베이스 홀더(110)의 제 2 개구부(120)측 저면에도 소정의 고정대(미도시)에 위치 조정하기 위한 돌기(128)가 형성된다.

상기 베이스 홀더(110)의 제 2 개구부(120)에는 걸림부(123)가 형성되어 제 2 렌즈 어레이(도 2의 150)가 내부로 더이상 진입하지 못하도록 한다. 제 2 개구부(120)의 내주면 사 면 중에서, 도 2 및 도 4에서 도시한 상기 제 2 브라켓(180)의 제 1 탄성 가압부(181,182)에 대응하는 최소한 두 면에는 기준이 되는 돌기들이 형성되어야만 한다. 상기 돌기들은 제 2 렌즈 어레이(150)의 위치 조정의 기준이 되므로 동일 측면의 돌기들은 동일한 높이를 갖도록 정밀하게 가공되어야 한다. 본 실시예에서는 화상광의 투사면을 기준으로 우측 및 하측 내주면에복수의 돌기들(121,122)이 형성되어 있고, 이들이 상기 탄성가압부(181,182)에 의해 가압되는 제 2 렌즈 어레이(150)를 밀착 지지하여 위치 조정 및 고정이 이뤄진다.

상기 제 2 개구부(120)의 대각선 방향 네 측단에는 제 2 브라켓(180)을 고정 결합하기 위한 스크류 체결홈(124)이 형성된다.

이상에서 설명한 본 발명 렌즈 어레이 어셈블리는 베이스 홀더의 개구부에 형성된 복수의 돌기를 기준으로 하여 렌즈 어레이를 위치 정렬 함으로써 상기 돌기들만 동일한 높이로 가공하면 되므로 일 측면 전체로 렌즈 어레이가 지지되는 것보다 가공 오차로 인한 광로의 오차를 감소시킬 수 있다.

또한 렌즈 어레이 어셈블리의 조립이 용이하여 비용이 절감되고, 생산성이 향상될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

마주보는 두 면이 개방되어 제 1 및 제 2 개구부가 형성되는 베이스 홀더;

상기 제 1 개구부에 놓여지는 제 1 렌즈 어레이;

상기 제 1 렌즈 어레이를 상기 제 1 개구부에 위치 정렬하여 고정시키는 제 1 브라켓;

상기 제 2 개구부에 놓여지는 제 2 렌즈 어레이;

상기 제 2 렌즈 어레이를 통과한 광을 P편광광과 S편광광을 분리하는 편광 분리 프리즘을 통과하여 동일한 편광광으로 출력하는 편광 전환계;

상기 편광 전환계로 들어가는 불필요한 광을 차단하는 것으로, 상기 제 2 렌즈 어레이와 편광 전환계 사이에 개재되는 브라켓 배플(bracket baffle); 및

상기 편광 전환계를 그 내부에 위치 정렬하여 고정시키고, 상기 제 2 렌즈 어레이 및 상기 브라켓 배플을 상기 제 2 개구부에 위치 정렬하여 고정시키는 제 2 브라켓을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 어셈블리.
제 1 항에 있어서,

상기 베이스 홀더의 제 1 또는 제 2 개구부의 소정 일 측면 및 이에 접하는 소정 일 측면에는 상기 제 1 또는 제 2 렌즈 어레이가 가압 밀착되는 복수의 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 어셈블리.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 브라켓에는 상기 제 1 렌즈 어레이를 가압하여 상기 제 1 개구부의 복수의 돌기에 밀착시켜 위치 정렬 및 고정하는 탄성 가압부가 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 어셈블리.
제 2 항에 있어서,

상기 제 2 브라켓에는 상기 제 2 렌즈 어레이를 가압하여 상기 제 2 개구부의 복수의 돌기에 밀착시켜 위치 정렬 및 고정하는 제 1 탄성 가압부, 상기 편광 전환계를 지지하는 편광 전환계 홀딩부, 및 상기 편광 전환계를 가압하여 상기 지지부에 밀착시켜 위치 정렬 및 고정하는 제 2 탄성 가압부가 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 어셈블리.
제 4 항에 있어서,

상기 브라켓 배플은 상기 제 2 렌즈 어레이를 지지하는 제 2 렌즈 어레이 홀딩부를 구비하며, 상기 제 2 렌즈 어레이 홀딩부는 상기 제 2 브라켓의 제 1 탄성 가압부가 상기 제 2 렌즈 어레이를 직접 가압하기에 용이하도록 분기된 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 어셈블리.
제 1 항에 있어서,

상기 베이스 홀더는 그 내부 공기가 과열되는 것을 방지하기 위한 에어 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 어셈블리.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 또는 제 2 브라켓은 스크류에 의해 상기 베이스 홀더에 고정되는것을 특징으로 하는 렌즈 어레이 어셈블리.