KR100454616B1

KR100454616B1 - 프로젝터

Info

Publication number: KR100454616B1
Application number: KR1019960045188A
Authority: KR
Inventors: 마코토 야마구찌; 히로시 호리우찌
Original assignee: 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드; 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1995-10-12
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 2005-02-02
Also published as: EP0768800B1; US5895109A; DE69622119D1; KR970022486A; DE69622119T2; JPH09114022A; EP0768800A1; ES2175039T3

Abstract

본 발명은 프로젝터를 간편화 및 소형화할 수 있도록 하는 것에 관한 것이다.

색분리 합성 수단에 의해서 백색광을 적색광, 녹색광 및 청색광으로 색분리하고, 상기 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광 변조기(mirror deflection type, light modulator)에 입사시키는 동시에, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광변조기에서 얻어진 제 1 내지 제 3 유효 반사광을 합성시키도록 함으로써, 색분리 광학계와 색합성 광학계를 따로 구성할 필요없이, 색분리 합성 수단에 의해서 색분리 및 색합성시킬 수 있으므로, 광학계를 간편하게 구성할 수 있고, 따라서, 간편화 및 소형화할 수 있는 프로젝터를 실현할 수 있다.

Description

프로젝터{Projector}

본 발명은 프로젝터에 관한 것으로, 예를 들면 컬러 영상을 영사하는 것에 적합한 프로젝터에 관한 것이다.

종래, 상기 종류의 프로젝터로서는 미소한 경면 소자가 화소에 따라서 평면상으로 배치되어, 각각의 경면 소자의 반사를 이용한 경면편광형 광변조기(이하, 이것을 미러라이트 밸브(mirror light valve)라고 부른다; Digital Micromirror Device, DMD)를 사용한 것이 있다.

상기 경우의 프로젝터에 있어서는 영상원으로서 영상 데이터의 적색 성분, 녹색 성분 및 청색 성분에 근거하는 빛이 각각 대응하는 미러 라이트 밸브에 의해서 형성되도록 이루어지고 있고, 상기 형성된 적색 성분, 녹색 성분 및 청색 성분에 근거하는 빛을 스크린 위에 확대 투사하여 영상 데이터에 근거하는 컬러 영상을 영사할 수 있도록 이루어지고 있다.

여기에서, 적색 성분, 녹색 성분 및 청색 성분으로 형성되는 영상 데이터에 각각 대응하는 3개의 미러 라이트 밸브를 사용한 프로젝터의 일례를 도 1에서 나타낸다.

상기 프로젝터(1)에 있어서, 고휘도 백색 광원(2)에서 사출된 거의 평행 빛으로 형성되는 백색광(이하, 이것을 투사광이라고 부른다)(Ll)은, 자외선 커트 필터(도시하지 않음)를 투과하여 불필요한 자외선이 제거되는 동시에, 콘덴서 렌즈(3)를 투과함으로써 비임 직경이 좁혀진 평행광으로 변환된 후, 제 1 의 반사 미러(4)를 통해 분리용 다이크로익 미러(dichroic mirror; 5R, 5G, 5B)에 입사한다.

분리용 다이크로익 미러(5R, 5G, 5B)는 입사된 투사광(L1)을 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)으로 색분리한다. 상기 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)은, 각각 비임 정형용(beam shaping) 원통형 렌즈(6R, 6G, 6B)를 투과하여 비임형상이 정형된 후, 제 2의 반사 미러(7R, 7G 7B)를 통해 미러라이트 밸브(8R, 8G, 8B)의 반사면에 균일한 조도 분포를 가지도록 입사된다.

상기 미러 라이트 밸브(8R, 8G, 8B)는 각각 영상 데이터의 화소의 배열에 따라서 미소경면 소자가 복수 배열되어 구성되어 있다. 상기 미소경면 소자는 영상 데이터의 화소의 배열에 따른 프레임 메모리(frame memory)의 각 메모리셀에 대응하여 배치되고, 각 메모리 셀의 상태에 따라서 대응하는 미소경면 소자의 경사 상태가 각각 개별적으로 변화함으로써, 입사광에 대하여 미소경면 소자의 경면으로부터 반사되는 반사광을 화상을 형성하기 위해서 필요한 유효 반사광과 무효인 무효 반사광으로 나누어 반사하도록 구성되어 있다 있다.

상기 프로젝터(1)에서는, 각 미러 라이트 밸브(8R, 8G, 8B)에 따른 프레임 메모리에, 각각 적색 성분, 녹색 성분 및 청색 성분에 근거하는 1 프레임분의 영상데이터를 설정하며, 상기 영상 데이터에 근거하여 구동 회로(도시하지 않음)가 미소경면 소자를 구동 제어함으로써, 유효 반사광으로서 각각 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광이 형성된다. 상기 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광은 각각 대응하는 릴레이 렌즈(relay lense; 9R, 9G, 9B)를 투과하여 촛점 거리가 합쳐지고, 합성용 다이크로익 미러(10R, 10G, 10B)에 인도되어 컬러 영상광으로서 색합성되고, 이것이 줌렌즈 구성의 투사 렌즈(11)를 통해 프로젝터(1)의 외부에 이격 배치된 스크린(도시하지 않음)상에 확대 투사된다.

이렇게 하여 프로젝터(1)는, 영상 데이터에 근거하는 컬러 영상을 영사할 수 있도록 구성되어 있다.

그런데 상기 구성의 프로젝터(1)에 있어서는, 고휘도 백색 광원(2)에서 사출된 투사광(L1)을 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)으로 색분리하는 광학계와, 미러 라이트 밸브(8R, 8G, 8B)로써 형성된 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 컬러 영상광으로서 색합성하는 광학계를 갖기 위해, 광학계가 복잡해져 프로젝터(1) 전체가 대형화하는 문제가 있었다.

따라서 상기 프로젝터(1)에 있어서는, 사용되는 광학 부품이 많아지고, 비용이 비싸게 되는 문제가 있었다.

또한, 상기 프로젝터(1)에서는 사용하는 광학부품이 많기 때문에, 각 광학부품의 설치 및 설치된 광학부품의 광학 조정이 번거로워지는 문제가 있었다.

본 발명은 이들 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 간편하고 또한 소형화할 수 있는 프로젝터를 제한하고 하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 있어서는, 백색광을 적색광, 녹색광 및 청색광에 색분리하여, 상기 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광변조기에서 얻어지는 제 1 내지 제 3 유효 반사광을 합성하는 색분리 합성 수단을 설치하도록 하였다.

색분리 합성 수단에 의해서 백색광을 적색광, 녹색광 및 청색광으로 색분리하여, 상기 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광변조기에 입사시키는 동시에, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광변조기에서 얻어지는 제 1 내지 제 3 유효 반사광을 합성시키도록 함으로써, 색분리 광학계와 색합성 광학계를 따로 구성할 필요가 없이, 색분리 합성 수단에 의해서 색분리 및 색합성시킬 수 있기 때문에, 광학계를 간편하게 구성할 수 있다.

도 1은 종래의 경면편광형 광변조기를 사용한 프로젝터의 광학계의 구성을 나타내는 개략적인 평면도.

도 2A 및 도 2B는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 경면편광형 광변조기를 사용한 프로젝터의 광학계의 구성을 나타내는 상면도 및 측면도.

도 3A 및 도 3B는 경면평향형 광변조기의 미소경면 소자의 동작을 설명하는 개략도.

도 4A 및 도 4B는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 경면편광형 광변조기를 사용한 프로젝터의 광학계의 구성을 나타내는 상면도 및 측면도.

도 5A 및 도 5B는 본 발명의 다른 실시예에 의한 경면평향형 광변조기를 사용한 프로젝터의 광학계의 구성을 나타내는 개략적인 상면도 및 측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1, 20, 40, 50 : 프로젝터 2, 21 : 고휘도 백색광원

3, 23 : 콘덴서 렌즈 4 : 제 1 반사 미러

5, 24A, 24B : 분리용 다이크로익 미러

6 : 비임 정형용 원통형 렌즈 7 : 제 2 반사 미러

8, 26 : 미러 라이트 밸브 9, 27 : 릴레이 렌즈

10 : 합성용 다이크로익 미러 11, 29 : 투사 렌즈

25, 28, 51, 52 : 반사 미러 30 : 색조화 조정 기구

41 : 크로스 다이크로익 미러

본 발명의 성질, 원리 및 유용성을 동일 부품을 동일한 도면 부호에 의해 지시되는 첨부 도면을 참조로 하여 다음의 설명으로부터 보다 상세히 설명된다.

본 발명의 양호한 실시예는 첨부 도면을 참조로 설명된 것이다.

제 1 실시예

도 2A 및 도 2B에 있어서, 도면 부호 20은 전체로서 본 발명의 제 1 실시예에 의한 프로젝터를 나타내며, 리플렉터를 구비한 고휘도 백색광원(21)에 의해 사출된, 거의 평행광으로 형성되는 투사광(L20)은, 자외선 커트 필터(22) 및 적외선 커트 필터(도시하지 않음)를 순차적으로 투과하여 불필요한 자외선 및 적외선(열선)이 제거되는 동시에, 콘덴서 렌즈(23)를 투과하여 집광되며, 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)에 입사한다.

이 경우, 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)는 지그재그 형상으로 편성되어 있고, 분리용 다이크로익 미러 24B의 일단은, 분리용 다이크로익 미러 24A의 일단에 대해 60° 의 각도를 이루도록 배치되어 있는 동시에, 상기 분리용 다이크로익 미러 24B의 타단은 반사미러 25의 일단에 대해 75° 의 각도를 이루도록 설치되어 있다. 또한, 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)는 각각의 광학중심이 투사광(L20)의 광축에 따른 수평축과 일치하도록 배치되어 있다.

분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)에서, 입사 백색광의 투사광(L20)을 예로서, 분리용 다이크로익 미러 24A에 의해서 적색광(LR)을 반사시키고, 분리용 다이크로익 미러 24B에 의해서 녹색광(LG)을 반사시키는 동시에, 반사미러(25)에 의해서 청색광(LB)을 반사시켜 색분리한다.

이와 같이 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)에 의해서 색분리되어 반사된 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)은 각각 같은 광로길이가 되도록 배치된 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)의 반사면에 입사된다.

여기에서, 콘덴서 렌즈(23)는 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)이 각각 대응하는 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)의 반사면에 균일한 조도로 입사하도록, 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)의 반사면의 크기에 따라서 투사광(L20)을 집광하도록 선정되어 있다.

상기의 경우 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)는 각각 영상 데이터의 화소의 배열(예를 들면 768×576개로 형성된다)에 따라서, 예를 들면 16㎛²로 형성되는 미소경면 소자가 복수 배열되어 반사면이 형성되어 있다. 상기 미소경면 소자는, 영상 데이터의 화소의 배열에 따른 프레임 메모리의 각 메모리셀에 대응하여 배치되며, 각 메모리셀의 상태에 따라서 대응하는 미소경면 소자의 경사 상태가 각각 별개로 변화하도록 이루어지고 있다.

실질적으로, 각 미소경면 소자는, 중립 상태에 대하여 메모리셀이 온(ON)상태, 즉, 화소로서 유효한 경우에는 도 3A에 나타낸 바와 같이 +10° 경사, 반대로 메모리셀이 오프(OFF)상태 즉 화소로서 무효한 경우에는 도 3(B)에 나타낸 바와 같이 -10° 기울도록 이루어지고 있다. 또한, 고휘도 백색 광원(21)은 수평축에 대하여 20° 의 각도를 가지도록 배치되어 있고, 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)을 각각 대응하는 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)의 반사면의 광학 중심에 대하여 20° 의 입사각도로 입사시키도록 이루어지고 있다.

따라서, 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)는 입사광에 대하여 미소경면 소자로 반사시키는 반사광을, 화상을 형성하기 위해서 필요한 유효 반사광과 무효인 무효 반사광에서 40° 의 광로차를 가지도록 이루어지고 있다. 이것에 더하여 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)는 반사면이 수평축에 대하여 -45° 기울여 배치되고, 이것에 의해 유효 반사광과 무효 반사광과의 간섭을 방지할 수 있도록 이루어지고 있다.

또한, 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)는 상기 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)에 따른 프레임 메모리에, 각각 적색 성분, 녹색 성분 및 청색 성분에 근거하는 1 프레임분의 영상 데이터가 설정되며, 이것에 의해 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)는 유효 반사광으로서 각각 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 형성한다. 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광은, 각각 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)의 반사면의 미소경면 소자에 의해서 수평 방향으로 반사되어, 색분리 때와 같은 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)에 입사된다.

따라서, 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광은, 수평 방향으로 반사되어 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)의 광로를 피하여 얻어지도록 이루어지며, 상기 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광과 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)과의 간섭을 방지할 수 있도록 이루어지고 있다.

분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)는, 각각 입사된 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 각각 수평으로 또한 동일한 방향으로 반사시켜 컬러 영상광으로서 색합성하여 릴레이 렌즈(27)에 입사되는 컬러 영상광으로 합성한다.

입사 컬러 영상광은 소정 위치에서 릴레이 렌즈(27)에 의해 응집되어 초점형성되어, 반사 미러(28)에 입사된다.

입사 컬러 영상광은 반사 미러(28)에 의해 소정 방향으로 반사되어, 줌 렌즈 구조를 가지는 투사 렌즈(29)의 수광면에 입사된다.

상기의 경우 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)는 각각 색상 조정 기구(30R,30G, 30B)에 고정되어 있고, 상기 색상 조정 기구(30R, 30C, 30B)에 의해서 반사면의 위치 및 각도 등이 조정되어, 색합성한 컬러 영상광의 색번짐 등을 방지하도록 이루어지고 있다.

또한, 릴레이 렌즈(27)는 결상 화상의 크기를 투사 렌즈(29)의 개구에서 보다 작게 하도록 배율이 선정되어, 컬러 영상광을 확실하게 투사 렌즈(29)에 입사시키도록 이루어지고 있다.

또한, 반사미러(28)는 컬러 영상광의 광축에 대하여 45° 기울어져 있고, 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)의 반사면에서 -45° 기운 컬러 영상광의 경사를 보정하도록 이루어지고 있다.

이것에 의해 컬러 영상광은 투사 렌즈(29)를 투과하여, 프로젝터(20)의 외부에서 떨어져 배치된 스크린(도시하지 않음)상에 확대 투사된다. 이렇게하여 프로젝터(20)는 영상 데이터에 근거하는 컬러 영상을 영사할 수 있도록 이루어지고 있다.

이상의 구성에 있어서, 상기 프로젝터(20)는 고휘도 백색 광원(21)에 의해서 사출된 투사광(L20)을, 지그재그 형상으로 배치한 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)에 의해서 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)으로 색분리하는 동시에, 상기 색분리한 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)을 각각 대응하는 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)에 입사시켜 영상 데이터에 근거하는 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 형성하고, 이들 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)에 의해서 반사시켜 컬러 영상광으로서 색합성한다.

이와 같이 상기 프로젝터(20)에 있어서는, 지그재그로 배치한 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)에 의해서 색분리 광학계와 색합성 광학계를 1개의 광학계로 구성할 수 있기 때문에, 종래와 비교하여 소형 또한 간편한 광학계를 구성할 수 있다.

따라서, 상기 프로젝터(20)에 있어서는, 광학 부품을 줄일 수 있기 때문에 광학계를 염가로 구성할 수 있는 동시에, 프로젝터(20) 전체를 소형화할 수 있다.

또한, 상기 프로젝터(20)에 있어서는 광학 부품이 적기 때문에, 상기 광학 부품을 용이하게 조립할 수 있고, 또한 조립한 광학 부품을 용이하게 광학 조정할 수 있다.

또한, 상기 프로젝터(20)에 있어서는, 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)와 투사렌즈(29)의 사이에 릴레이 렌즈(27) 및 반사미러(28)를 설치하도록 함으로써, 컬러 영상광을 소정 위치에서 촛점을 형성하도록 집광하여, 컬러 영상광을 원하는 방향으로 반사할 수 있기 때문에, 광학계의 설계의 자유도를 늘릴 수 있다.

이상의 구성에 의하면, 고휘도 백색 광원921)로부터 사출된 투사광(L20)을, 지그재그 형상으로 배치한 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)에 의해서 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)으로 색분리하고, 상기 색분리한 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)을 각각 대응하는 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)에 입사시켜 유효 반사광으로서, 영상 데이터에 근거하는 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 형성하고, 이들 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)에 의해서 동일 방향으로 반시시켜 컬러 영상광으로서 색합성하도록 함으로써, 색분리 광학계와 색합성 광학계를 따로 형성할 필요 없이, 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25)에 의해서 색분리 및 색합성할 수 있기 때문에, 광학계를 간편하고 구성할 수 있고, 이렇게 하여 간편하고 또한 소형화할 수 있는 프로젝터를 실현할 수 있다.

제2 실시예

도 2A 및 도 2B와의 대응 부분에 동일 부호를 붙여 나타내는 도 4A 및 도 4B는, 제2 실시예에 의한 프로젝터(40)를 나타내고, 이는 도 2A 및 도 2B의 색분리 광학계 및 색합성 광학계로서 구성된 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B) 및 반사미러(25) 대신 2개의 다이크로익 미러(41A 및 41B)를 직교시켜 형성된 크로스 다이크로익 미러(cross dichroic mirror ; 41)를 사용하여 구성되어 있다.

즉, 고휘도 백색광원(21)에서 사출된 거의 평행광으로 형성되는 투사광(L20)은, 수평축에 대하여 20°의 각도로부터 자외선 커트필터(22) 및 적외선 커트필터(도시하지 않음)를 순차 투과하여 불필요한 자외선 및 적외선(열선)이 제거되는 동시에, 콘덴서 렌즈(23)를 투과하여 집광되어 크로스 다이크로익 미러(41)에 입사한다.

크로스 다이크로익 미러(41)는 입사된 투사광(L20)을 한쪽의 다이크로익 미러(41A)에 의해서 예를 들면 적색광(LR)을 90° 의 각도로 반사시키고, 다른 다이크로익 미러(41B)에 의해서 예를 들면 녹색광(LG)을 -90° 의 각도로 반사시키는 동시에, 예를 들면 청색광(LB)을 투과시켜 색분리한다. 상기 빨강, 초록 및청색광(LR, LG 및 LB)은, 각각 같은 광로 길이가 되도록 배치된 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)의 반사면에 20° 의 각도로 입사된다.

각 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)는, 각각 입사된 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)으로부터 유효 반사광으로서 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 형성한다. 상기 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광은, 각각 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)의 반사면에서 수평방향으로 반사되어, 크로스 다이크로익 미러(41)에 입사된다. 따라서 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광은, 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)의 광로를 피하여 얻어지도록 이루어지며, 상기 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광과 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)과의 간섭을 방지할 수 있도록 이루어지고 있다.

크로스 다이크로익 미러(41)는 입사된 유효 적색광 및 유효 녹색광을 각각 다이크로익 미러(41A 및 41B)에 의해서 90° 및 -90° 의 각도로 동일 방향으로 반사시키고, 또한 유효 청색광을 투과시켜 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 컬러 영상광으로서 색합성하여 상기 컬러 영상광을 릴레이 렌즈(27)에 입사시킨다.

상기의 경우 유효 적색광 및 유효 녹색광은 크로스 다이크로익 미러(41)에 의해서 반사되기 때문에, 그 영상이 투과한 유효 청색광에 대해 반전되며, 그래서, 예로서, 유효 적색광 및 유효 광을 형성하는 미러라이트 밸브(26R 및 26G)의 미소경면 소자는 이미 반전된 영상에 근거하는 유효 적색광 및 유효 녹색광을 형성하도록하는 제어하에 구동되도록 설계된다.

릴레이 렌즈(27)는 입사된 컬러 영상광을 투사 렌즈(29)의 수광면에서 컬러 영상광에 근거하는 영상이 결상하도록 집광시켜 상기 투사 렌즈(29)에 입사시킨다.

상기의 경우 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)의 반사면은, 상술한 제 1 실시예와 같이 수평축에 대하여 -45° 기울어져 있기 때문에 투사 렌즈(29)를 투과한 컬러 영상광에 근거하는 영상은 -45° 기운 상태로 되어 있다.

따라서 상기 제 2 실시예에 있어서는, 프로젝터(40)의 광학계 전체를 미리 45° 기울여 구성함으로써, 영상의 경사를 보정하도록 이루어지고 있다.

이것에 의해 투사 렌즈(29)를 투과한 컬러 영상광은 프로젝터(1)의 외부에서 떨어져 배치된 스크린(도시하지 않음) 상에 컬러 영상으로서 확대 투사되도록 이루어지고 있다.

이상의 구성에 있어서, 상기 프로젝터(40)는, 고휘도 백색 광원(21)에 의해서 사출된 투사광(L20)을 크로스 다이크로익 미러(41)에 의해서 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)에 색분리하여, 상기 색분리한 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)을 각각 대응하는 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)에 입사시켜 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 형성하고, 이들 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 크로스 다이크로익 미러(41)에 의해서 반사시켜 컬러 영상광으로서 색합성한다.

이와 같이 상기 프로젝터(40)에 있어서는, 색분리 광학계와 색합성 광학계를 크로스 다이크로익 미러(41)에 의해서 1개의 광학 부품으로 구성할 수 있기 때문에, 제 1 실시예에 상술한 광학계와 비교하여 또한 광학계를 간편하고 구성할 수있다.

이상의 구성에 의하면, 고휘도 백색 광원(21)로부터 사출된 투사광(L20)을, 크로스 다이크로익 미러(41)에 의해서 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB)으로 색분리하고, 이들은 대응하는 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)에 입사되어 유효 반사광으로 반전되며, 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광에 근거하는 영상에 대하여 반전된 영상에 근거하는 유효 적색광 및 유효 녹색광을 형성하며, 이들 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광은 크로스 다이크로익 미러(41)에 의해서 컬러 영상광으로 합성된다. 따라서, 광학계를 간편하고 구성할 수 있고, 간편하고 또한 소형화할 수 있는 프로젝터를 실현할 수 있다.

다른 실시예

또한, 상술한 제 2 실시예예 있어서는, 각 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)가 각각 형성한 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 크로스 다이크로익 미러(41)에 입사시킴으로써, 유효 청색광에 근거하는 영상에 대하여 유효 적색광 및 유효 녹색광에 근거하는 영상이 반전되기 때문에, 유효 적색광 및 유효 녹색광을 형성하는 미러라이트 밸브(26R, 26G)의 미소경면 소자를 이미 반전된 유효 적색광 및 유효 녹색광을 형성하도록 구동 제어하는 경우에 대하여 서술하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 유효 적색광 및 유효 녹색광을 반사 미러에 의해서 반사시켜 크로스 다이크로익 미러(41)에 입사시키고 나서, 유효 적색광 및 유효 녹색광의 반전을 보정하도록 하여도 된다.

즉, 도 2A 및 도 2B와 동일 부호를 붙혀서 나타내는 도 5A 및 도 5B에 나타낸 바와 같이, 프로젝터(50)는, 고휘도 백색 광원(21)에 의해서 사출되는 투사광(L20)을 크로스 다이크로익 미러(41)에 입사시키고, 상기 크로스 다이크로익 미러(41)중 한쪽의 다이크로익 미러(41A)에 의해서 적색광(LR)을 반사시키고, 다른 다이크로익 미러(41B)에 의해서 녹색광(LG)을 반사시키는 동시에, 청색광(LB)을 투과시켜 색분리한다.

이들 빨강, 초록 및 청색광(LR, LG 및 LB) 중 적색광(LR)은 반사 미러(51)를 통해 미러라이트 밸브 L26R에 입사하는 동시에, 녹색광(LG)은 반사 미러(52)를 통해 미러 라이트 밸브 L26G에 입사하며, 청색광(LB)은 그대로 미러라이트 밸브(26B)에 입사한다. 따라서, 미러라이트 밸브(26R, 26G, 26B)는 각각 대응하는 영상 데이터에 근거하여 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 형성하여, 상기 유효 적색광 및 유효 녹색광을 각각 반사 미러(51 및 52)를 통해 크로스 다이크로익 미러(41)에 입사시킨다.

이것에 의해 크로스 다이크로익 미러(41)는, 유효 적색광 및 유효 녹색광을 각각 동일 방향으로 반사시키는 동시에, 유효 청색광을 투과시켜 이들 유효 적색광, 유효 녹색광 및 유효 청색광을 컬러 영상광으로서 색합성한다.

이와 같이 프로젝터(50)는, 유효 적색광 및 유효 녹색광을 각각 반사 미러(51 및 52)와 다이크로익 미러(41A 및 41B)에 의해서 2회씩 반사시킴으로써, 이들 유효 적색광 및 유효 녹색광에 근거하는 영상의 반전을 방지할 수 있도록 이루어지고 있다.

또한, 상술한 제 1 및 제 2 실시예에 있어서는, 고휘도 백색 광원(21)으로부터 사출된 투사광(L20)을 1개의 콘덴서 렌즈(23)를 투과시켜 집광시키도록 한 경우에 대하여 서술하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 2개의 콘덴서 렌즈를 사용하여 소정의 비임 직경으로 형성하는 평행광으로 하도록 하여도 좋다.

또한, 상술의 제 1 및 제 2 실시예에 있어서는, 백색광을 적색광, 녹색광 및 청색광에 색분리하여, 상기 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광변조기에 입사시키는 동시에, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광변조기에서 얻어지는 제 1 내지 제 3 유효 반사광을 합성하는 색분리 합성 수단으로서, 분리용 다이크로익 미러(24A, 24B), 반사 미러(25) 및 크로스 다이크로익 미러(41)를 설치하도록 한 경우에 대하여 서술하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 백색광을 적색광, 녹색광 및 청색광에 색분리하여 상기 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광변조기에 입사되는 동시에, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광변조기에서 얻어지는 제 1 내지 제 3 유효 반사광을 합성할 수 있으면, 이밖에 여러 가지의 색분리 합성 수단을 사용하도록 하여도 된다.

또한, 상술된 제 1 및 제 2 실시예에 있어서는, 본 발명을 프로젝터(20 및 40)에 적용하도록 한 경우예 대하여 서술하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 텔레비젼 등에도 적용할 수 있다.

상술된 바와 같이 본 발명에 의하면, 색분리 합성 수단에 의해서 백색광을적색광, 녹색광 및 청색광에 색분리하고, 상기 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광변조기에 입사시키는 동시에, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광변조기에서 얻어지는 제 1 내지 제 3 유효 반사광을 합성시키도록 함으로써, 따로따로 구성한 색분리 광학계와 색합성 광학계를 필요로 하지 않고, 색분리 합성 수단에 의해서 색분리 및 색합성시킬 수 있기 때문에, 광학계를 간편하게 구성할 수 있고, 이렇게 하여 간편하고 또는 소형화할 수 있는 프로젝터를 실현할 수 있다.

Claims

이미지 데이터의 화소에 대응하는 평면상에 배열된 복수의 미소경면 소자로 각각 구성되어 있는 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광 변조기(26R, 26G, 26B)를 포함하고, 백색광으로부터 분해된 적색광, 녹색광 및 청색광이 상기 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광 변조기(26R, 26G, 26B)에 입사되어, 상기 이미지 데이터의 적색, 녹색 및 청색 성분에 따라 광 변조를 받으며, 그래서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광 변조기(26R, 26G, 26B)에 의해 얻어진, 상기 이미지 데이터에 대응하는 적색, 녹색 및 청색 성분으로 각각 구성된 제 1 유효 반사광 내지 제 3 유효 반사광이 함께 합성되어 스크린(29)상으로 투사되어 상기 이미지 데이터에 기초한 이미지를 스크린상에 디스플레이하는 프로젝터(40, 50)로서, 상기 프로젝터가 상기 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광 변조기(26R, 26G, 26B)에 각각 입사되는 상기 적색광, 상기 녹색광 및 상기 청색광으로 상기 백색광을 분해하고, 또한, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 경면 편광형 광 변조기(26R, 26G, 26B)에 의해 각각 얻어진 상기 제 1 유효 반사광 내지 제 3 유효 반사광을 합성하도록 동작하도록 배열되어 있는 프로젝터에 있어서,

상기 분리/합성 수단은 직각으로 서로 교차하며 상기 백색광을 수광하도록 배열된 제 1 및 제 2 색 분리합성면(41A, 41B)을 구비하고, 그에 의해 상기 적색광, 상기 녹색광 및 상기 청색광이 생성되어 상기 제 1, 제 2 및 제 3 미러 편광형 광 변조기(26R, 26G, 26B)에 각각 입사되도록 배열되고,

상기 제 1 또는 상기 제 2 및 제 3 미러 편광형 광 변조기는 상기 이미지 데이터에 기초한 상기 이미지에 대하여 반전된 이미지에 기초한 이미지 데이터에 따라 변조되고,

상기 제 1 내지 제 3 유효 반사광은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 미러 편광형 광 변조기(26R, 26G, 26B)로부터 얻어지고, 상기 제 1 및 제 2 색 분리합성면(41A, 41B)에 의해 함께 합성되며,

상기 제 1 및 제 2 색 분리합성면(41A, 41B)은 상기 제 1 내지 제 3 유효 반사광 중 하나의 광축을 가로질러 대칭적으로 배열되고,

상기 제 1 내지 제 3 유효 반사광은 상기 제 1 및 제 2 색 분리합성면을 통과하고, 상기 제 1 및 제 2 색 분리합성면은 상기 제 1 내지 제 3 유효 반사광 중 나머지 두 개를 반사시키고,

상기 경면 편광형 광 변조기상에 입사되는, 상기 제 1 및 제 2 미러에 의해 생성된 상기 광을 반사시키며,

상기 백색광은 제 1 광 경로를 경유하여 상기 제 1 및 제 2 색 분리합성면에 의해 수광되고,

상기 이미지 데이터에 대응하는 상기 적색, 녹색 및 청색 성분은 함께 합성되고 제 2 광 경로를 경유하여 스크린(29)상으로 투사되며,

상기 제 1 및 제 2 광 경로는 0 보다 큰 각도로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 1 항에 있어서, 상기 분리 합성 수단은 크로스 다이크로익 미러(41A, 41B)로 형성되고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 경면 평광형 광 변조기에 각각 상기 적색광, 녹색광 및 청색광을 입사시키며,

상기 제 1 또는 상기 제 2 및 제 3 경면 편광형 광 변조기는 상기 영상 데이터에 근거하는 상기 영상에 대하여 반전되는 영상에 근거하는 영상 데이터에 따라 변조되는 프로젝터.
제 1 항에 있어서, 상기 색분리 합성 수단은 크로스 다이크로익 미러와 상기 크로스 다이크로익 미러의 중심에 대해 대칭 위치에 배치된 한 쌍의 반사 미러로 구성되는 프로젝터.
제 1 항에 있어서, 상기 색분리 합성 수단과 상기 영상 표시면 사이에서, 상기 색분리 합성수단에 으해 합성된 상기 제 1 내지 제 3 유효 반사광을 집광시켜 소정 위치에 초점을 형성하게 하는 릴레이 렌즈를 구비하는 프로젝터.
제 1 항에 있어서, 상기 색분리 합성 수단과 상기 영상 표시면 사이에서, 상기 색분리 합성 수단에 의해 합성된 상기 제 1 내지 제 3 유효 반사광을 소정 방향으로 반사시키는 반사 미러를 구비하는 프로젝터.
제 1 항에 있어서, 상기 색분리 합성 수단과 상기 영상 표시면 사이에서, 상기 색분리 합성수단에 의해 합성된 상기 제 1 내지 제 3 유효 반사광을 집광시켜 소정 위치에 초점을 형성하게 하는 릴레이 렌즈와,

상기 집광된 상기 제 1 내지 제 3 유효 반사광을 소정 방향으로 반사시키는 반사미러를 구비하는 프로젝터.