KR100560879B1 - Device for adjustment to illumination system of optical engine LCD - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LCD 광학엔진의 조명계 조정장치에 관한 것으로서, 이는 반사경을 통해 반사된 백색광의 조명면적을 LCD 패널의 크기에 맞추며 빛의 세기를 고르게 하는 역할을 하는 광학엔진의 FEL(Fly Eye Lens)부 중 X축, Y축으로만 조정 가능한 제 1 FEL를 상기 광학 엔진의 광축(Z축)방향 전/후로 조정하여 상기 LCD 패널에 조사되는 빛의 사이즈가 조절되도록 상기 제 1 FEL의 기 설정된 소정위치에 위치조정수단을 구비시키므로서, 광학 엔진의 밝기에 큰 감소 없이 조명계의 조정성 및 효율을 증가시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.The present invention relates to an illumination system adjusting device of an LCD optical engine, which matches the illumination area of white light reflected through a reflector to the size of the LCD panel and serves to equalize the light intensity. The first FEL, which is adjustable only in the X and Y axes, is adjusted before and after the optical axis (Z axis) direction of the optical engine to adjust the size of the light irradiated to the LCD panel. By providing the position adjusting means, there is an excellent effect that can increase the controllability and efficiency of the illumination system without a significant decrease in the brightness of the optical engine.
LCD 프로젝션 TV, 광학엔진, FEL, 조명 사이즈, 조명계 조정구조LCD projection TV, optical engine, FEL, lighting size, lighting system adjustment structure
Description
도 1 은 일반적인 프로젝션 TV의 구성을 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a general projection TV.
도 2 는 종래 프로젝션 TV의 광학엔진을 나타낸 사시도.2 is a perspective view showing an optical engine of a conventional projection TV.
도 3 은 종래 프로젝션 TV의 광학엔진을 나타낸 개략적 구성도.3 is a schematic configuration diagram showing an optical engine of a conventional projection TV.
도 4 는 3개의 플레이트를 이용한 종래 FEL 결합장치의 분해 사시도.Figure 4 is an exploded perspective view of a conventional FEL coupling device using three plates.
도 5 는 LCD 패널에 조사되는 빛의 사이즈를 조절할 수 있도록 구성된 본 발명의 광학엔진 구조도.5 is an optical engine structure diagram of the present invention configured to adjust the size of light irradiated to the LCD panel.
도 6 은 본 발명의 광학엔진 내에 빛의 사이즈를 조절할 수 있도록 적용된 FEL 결합장치의 분해 사시도.Figure 6 is an exploded perspective view of the FEL coupling device applied to adjust the size of the light in the optical engine of the present invention.
도 7 은 도 6 의 FEL 결합장치에 의해 FEL 렌즈가 고정 지지된 상태의 결합 사시도.7 is a perspective view of the FEL lens is fixedly supported by the FEL coupling device of FIG.
도 8 은 위치조정수단의 또 다른 실시예가 적용된 광학엔진의 구조도.8 is a structural diagram of an optical engine to which another embodiment of the position adjusting means is applied.
도 9 는 FEL 결합장치를 이용한 조명 사이즈 조절 원리를 나타낸 상태도로서;9 is a state diagram showing the principle of lighting size adjustment using the FEL coupling device;
도 9a 는 FEL 결합장치 중 좌우 조정 플레이트 및 상하 조정 플레이트의 X, Y축 조정을 통해 제 1 FEL과 제 2 FEL과의 광축을 일치시켜 LCD 패널에 조명 시킨 상태.9A is a state in which the optical axes of the first FEL and the second FEL are matched to the LCD panel by adjusting the X and Y axes of the left and right adjustment plates and the up and down adjustment plates of the FEL coupling device.
도 9b 는 제 1 FEL과 제 2 FEL과의 광축을 일치시킨 상태에서 제 1 FEL의 Z축 조정을 통해 LCD 패널에 램프 빛을 조명시킨 상태.9B is a state in which the lamp light is illuminated on the LCD panel by adjusting the Z axis of the first FEL while the optical axes of the first FEL and the second FEL are matched.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
30. FEL부 30a. 제 1 FEL30.
30b. 제 2 FEL 31. FEL 렌즈30b. 2nd FEL 31.FEL Lens
32, 32a, 32b. 사각 관통홀 33. 측면 걸림턱32, 32a, 32b. Rectangular through
33a. 걸림턱 삽입홈 33b. 하단 걸림턱33a. Hanging
34. 좌우 조정 플레이트 35. 상하 조정 플레이트34. Left and
36. 지지 플레이트 37. 플레이트 지지부36.
38. 원형 관통홀 38a, 38b. 조정홀38. Circular through
39. 플레이트 고정부재39. Plate fixing member
본 발명은 LCD 프로젝션 TV 또는 LCD 프로젝터 등 광원을 통해 빛이 LCD 패널에 조사(투사)되는 모든 전자기기에 적용되는 광학엔진에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원으로부터 조사된 빛의 조명면적을 LCD 패널의 크기에 맞추면서 빛의 세기를 고르는 역할의 FEL(Fly Eye Lens)부 중 제 1 FEL을 X축, Y축 뿐만 아니라, Z축(광축방향)으로도 조정할 수 있도록 구성하므로서, 상기 제 1 FEL의 Z축 조정을 통해 LCD 패널에 조명되는 빛의 사이즈를 조정하여 광학엔진의 밝기에 큰 감소 없이 조명계의 조정성 및 효율을 증가시킬 수 있는 LCD 광학엔진의 조명계 조정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical engine that is applied to all electronic devices in which light is irradiated (projected) onto an LCD panel through a light source such as an LCD projection TV or an LCD projector, and more particularly, an illumination area of light emitted from the light source is an LCD panel. The FEL (Fly Eye Lens) part of the FEL (Fly Eye Lens) part which selects the light intensity while matching the size of the light may be adjusted not only in the X axis and the Y axis but also in the Z axis (optical axis direction). The present invention relates to an illumination system adjusting device of an LCD optical engine capable of increasing the controllability and efficiency of an illumination system without greatly reducing the brightness of the optical engine by adjusting the size of light illuminated on the LCD panel through Z-axis adjustment.
일반적으로 광원을 통해 주사된 빛이 조명계 및 합성계를 거쳐 확대 투사되어 원래의 화상과는 별개의 평면(스크린) 위에 대화면을 구현하는 전자기기의 경우, 광학엔진이 적용된 프로젝션(Projection) TV와 LCD 프로젝터로 구분되며, 이중 프로젝션 TV의 구성을 살펴보면 다음과 같다.In general, in the case of an electronic device in which light emitted through a light source is enlarged and projected through an illumination system and a synthesis system to realize a large screen on a plane (screen) separate from the original image, a projection TV and an LCD projector to which an optical engine is applied The configuration of the dual projection TV is as follows.
상기 프로젝션 TV(1) 는, 도 1 에 도시한 바와 같이, 빛을 발출시키는 광학엔진(2)과, 상기 광학엔진(2)을 통해 발출된 빛을 확대 투사시키는 투사렌즈(3)와, 상기 투사렌즈(3)를 통해 확대 투사된 빛을 스크린(5) 전면(全面)으로 반사키는 반사미러(4)와, 상기 반사미러(4)를 통해 반사된 빛에 의해 영상을 구현하는 투과형 스크린(5)으로 구성되며, 상기 광학엔진(2) 및 투사렌즈(3)는 외부 케이스(6)의 하단 케비넷(7)에 장착되어 있고, 상기 반사미러(4)는 상기 투사렌즈(2)를 통해 확대 투사된 빛이 투과형 스크린(5) 쪽으로 반사되도록 외부 케이스(6)의 상단 케비넷(8) 배면에 장착되어 있으며, 상기 투과형 스크린(5)은 상기 반사미러(4)를 통해 반사된 빛이 스크린(5) 전면(全面)에 구현될 수 있도록 상기 반사미러(4) 반대방향인 외부 케이스(6) 전면(前面)에 장착되어 있다.As shown in FIG. 1, the
또한, 상기 프로젝션 TV(1)의 반사미러(4)를 통해 스크린(5)상으로 빛을 발출시키는 광학엔진(2)의 경우, 도 2 및 도 3 에 도시한 바와 같이, 내부에 백색광 이 생성되는 램프(10)와; 상기 램프(10)에 의해 생성된 백색광을 모아서 일방향으로 반사시키는 반사경(20)과; 상기 반사경(20)을 통해 반사된 백색광의 조명면적을 LCD 패널(81)(82)(83)의 크기에 맞추며 빛의 세기를 고르게 하는 FEL(Fly Eye Lens : 파리눈 렌즈)부(30)와; 상기 FEL부(30)에서 조정된 백색광을 반사시키는 전반사 미러(41)(42)(43)와; 빛이 외곽으로 퍼져 나가는 것을 방지하면서 직진성이 보정되도록 집광시키는 집광렌즈(50)와; 일정색상의 빛은 통과시키고 그 외 빛은 모두 반사시키는 다이크로익 미러(Dichroic Mirror)(61)(62)와; 상기 다이크로익 미러(61)(62)를 통과한 일정색의 빛이 다시 한번 필터링 되는 다이크로익 렌즈(71)(72)(73)와; 상기 다이크로익 렌즈(71)(72)(73)를 통과한 일정색의 빛에 의하여 활성화되는 LCD 패널(81)(82)(83)과; 상기 LCD 패널(81)(82)(83)에 생성된 일정색의 화상이 조합되어 완전한 화상으로 변환되는 다이크로익 프리즘(90)으로 구성되어 있다. 미 설명 부호 (95)는 투사렌즈(95)를 나타낸 것이다.In addition, in the case of the
또한, 상기 LCD 프로젝션 TV의 광학엔진(2)의 구성요소 중 반사경(20)을 통해 반사된 백색광의 조명면적을 LCD 패널(81)(82)(83)의 크기에 맞추며 빛의 세기를 고르게 하는 역할의 FEL부(30) 중 제 1 FEL(30a)의 구조를 살펴보면, 이는 도 4 에 도시한 바와 같이, 상기 램프(10)로부터 발사된 빛을 LCD 패널(81)(82)(83)의 크기에 맞게 입사되도록 조절하는 파리눈 형태의 FEL 렌즈(31)와; 상기 FEL 렌즈(31)를 통해 입사된 빛이 통과할 수 있도록 플레이트 중앙에 사각 관통홀(32)이 형성됨과 동시에, 상기 플레이트 일측엔 상기 FEL 렌즈(31)를 지지고정 할 수 있는 측면 걸림턱(33)이 형성되고, 상기 플레이트 하부 양측엔 상하 조정 플레이트(35)의 하단 걸림턱(33b)이 삽착될 수 있도록 걸림턱 삽입홈(33a)이 형성되어 있으며, 나사(34a) 조절에 의해 좌우로 조정되는 좌우 조정 플레이트(34)와; 상기 플레이트(34)의 사각 관통홀(32)과 동일크기의 사각 관통홀(32a)이 플레이트 중앙에 형성되고, 상기 좌우 조정 플레이트(34)의 위치조정나사(34a)를 지지하면서 상기 플레이트(34)와 면착될 수 있도록 상기 좌우 조정 플레이트(34) 하부의 걸림턱 삽입홈(33a)에 대응 삽착되는 걸림턱(33b)이 플레이트 하부 양측에 돌출 형성되어 있으며, 나사(35a) 조절에 의해 상하로 조정되는 상하 조정 플레이트(35)와; 상기 플레이트(35)의 사각 관통홀(32a)과 동일크기의 사각 관통홀(32b)이 플레이트 중앙에 형성되고, 상기 상하 조정 플레이트(35)의 위치조정나사(35a)를 지지하면서 상기 플레이트(35)와 면착되어 상기 좌우 조정 플레이트(34) 및 상기 상하 조정 플레이트(35)를 광학엔진(2) 내에 고정 지지되도록 하는 지지 플레이트(36)와; 탄성력을 통해 상기 플레이트(34)(35)(36)들을 고정하는 플레이트 고정부재(39)로 이루어져 있으며, 특히 지지 플레이트(36)의 배면 하단에는 상기 광학엔진(2) 내에 상기 지지 플레이트(36)가 안착되어 상기 고정부재(39)를 통해 지지 플레이트(36)에 고정된 좌우 및 상하 조정 플레이트(34)(35)를 지지할 수 있도록 플레이트 지지부(37)가 절곡 형성되어 있고, 상기 플레이트 지지부(37) 양측에는 고정나사(미도시)를 통해 상기 광학엔진(2) 내에 안착된 지지 플레이트(36)를 고정시킬 수 있도록 원형 관통홀(38)이 형성되어 있어, 이에 따른 상기 좌우 조정 플레이트(34) 및 상기 상하 조정 플레이트(35)에 각각 나선 결합된 위치조정나사(34a)(35a)의 조절에 의해 FEL 렌즈(31)가 상/하 또는 좌/우로 미세조정이 가능하도록 구성되어 있 다.In addition, among the components of the
이상과 같이 구성된 LCD 프로젝션 TV의 작동과정을 설명하면, 먼저 LCD 프로젝션 TV의 광학엔진(2) 구성요소 중 램프(10)에서 생성되어 반사경(20)에 의해 일방향으로 발사된 백색광은 FEL부(30)에서 집광된 다음 다이크로익 미러(61)에서 빨간색만 통과되어 전반사 미러(41)와 다이크로익 렌즈(71)를 거쳐 LCD 패널(81)에 도달되며, 상기 빨간색 빛이 입사된 상기 LCD 패널(81)은 활성화되어 빨간색에 대응되는 화상이 생성된다.Referring to the operation of the LCD projection TV configured as described above, first, white light generated by the
또한, 상기 다이크로익 미러(61)에서 빨간색이 제거된 빛은 다음 다이크로익 미러(62)에 의하여 파란색 빛은 통과하고 녹색 빛은 반사되는데, 상기 녹색 빛은 다이크로익 렌즈(72)를 거쳐 LCD 패널(82)에 도달되며, 상기 녹색 빛이 입사된 상기 LCD 패널(82)은 활성화되어 녹색에 대응되는 화상이 생성된다. 그리고, 상기 다이크로익 미러(62)를 통과한 파란색 빛은 전반사 미러(43)(44)와 다이크로익 렌즈(73)를 거쳐 LCD 패널(83)에 도달되며, 상기 LCD 패널(83)의 활성화에 의해 파란색에 대응되는 화상이 생성되게 된다. 이와 같이 상기 세 개의 LCD 패널(81)(82)(83)에서 생성된 빨간색, 녹색, 파란색의 화상은 다이크로익 프리즘(90)에 의해 조합되어 완전한 화상으로 변환되게 된다.In addition, the light from which red is removed from the
그러나, 종래 FEL부(30)의 경우, 상기 램프(10)로부터 발사된 빛을 LCD 패널(81)(82)(83)의 크기에 맞게 입사되도록 조절하는 FEL 렌즈(31)가 결합된 좌우 조정 플레이트(34) 및 상하 조정 플레이트(35)의 좌/우(X축)또는 상/하(Y축) 조정을 통해 도 2 및 도 3 에 도시된 제 1 FEL(30a)과 제 2 FEL(30b)을 통과하는 램프(10) 빛의 광축이 상호 일치되도록 하는 것인데, 이 때 상기 FEL 렌즈(31)와 체결되어 상기 광학엔진(2) 내에 삽착 고정되는 제 1 FEL(30a)의 FEL 플레이트 즉, 좌우/상하 조정 플레이트(34)(35) 및 지지 플레이트(36)의 경우, 상기와 같이 FEL 렌즈(31)를 체결한 상태에서 상기 광학엔진(2) 내에 삽착 고정시, 상기 제 1 FEL(30a)과 상기 제 2 FEL(30b)의 광축 즉, 제 1 FEL(30a)의 각 렌즈 셀(Cell)과 상기 셀이 대응되는 제 2 FEL(30b)의 각 렌즈 셀과의 중심축이 서로 어긋난 상태인 편심된 상태를 형성하게 되고, 상기와 같은 상태에서 프로젝션 TV를 구동하여 화면에 풀 화이트(Full White)로 띄우게 되면, 상기 화이트 화면상에서 노란색이나 파란색 또는 노란색 및 파란색 등이 제거된 상태인 색 빠짐 현상이 발생하는 문제점과 함께, 상기 제 1, 2 FEL(30a)(30b)의 각 셀 경계부 공차 즉, 제 1 FEL(30a)의 각 셀간 경계부를 통과한 빛들이 상기 제 2 FEL(30b)의 모든 부분을 통과함에 따라 상기와 같이 제 1, 2 FEL(30a)(30b)의 광축 편심에 의해 발생된 색 빠짐(Yellow, Blue) 이외에도, 또 다른 색인 제 2의 색이 이웃하여 밴드 형태로 발생하게 되는 문제점도 있었다.However, in the case of the
이로 인하여 상기와 같은 문제점들 중 상기 제 1, 2 FEL(30a)(30b)의 광축 편심에 의한 색 빠짐에 대한 문제점의 경우, 도 4 에 도시된 FEL 플레이트 중 상기 좌우 조정 플레이트(34) 및 상기 상하 조정 플레이트(35)의 위치를 조정하는 위치조정나사(34a)(35a)에 의해 FEL 렌즈(31)를 상/하 또는 좌/우로 미세조정하여 상기 제 1 FEL(30a)의 각 렌즈 셀(Cell)과 상기 제 2 FEL(30b)의 각 렌즈 셀과의 광축(중심축)을 동심상태로 일치시키므로서, 색 빠짐 없이 전(全) 화면에 풀 화이트를 구현할 수 있는 등 상기한 문제점을 해소할 수 있지만, 종래 또 다른 문제점인 상기 제 1, 2 FEL(30a)(30b)의 각 셀 경계부 공차에 의한 제 2의 색이 밴드 형태로 발생되는 문제점의 경우, 전술한 바와 같이 상기 제 1 FEL(30a)의 각 렌즈 셀(Cell)과 상기 제 2 FEL(30b)의 각 렌즈 셀과의 광축(중심축)을 동심상태로 일치시켰다 하더라도 제 1 FEL(30a)의 각 셀간 경계부를 통과한 빛들이 상기 제 2 FEL(30b)의 모든 부분을 통과하면서 풀 화이트가 구현된 화면상에 또 다른 제 2의 색이 빠지지 않고 그대로 존재하기 때문에, 이를 제거하기 위해서는 상기 제 1 FEL(30a)의 각 렌즈 셀(Cell)과 상기 제 2 FEL(30b)의 각 렌즈 셀과의 거리(Z축 방향)를 조정할 수 있는 장치나, 또는 상기와 같은 거리조절을 할 수 있는 구조로 이루어져야 하지만, 종래 FEL부(30)의 경우, 상기 제 1 FEL(30a)의 각 렌즈 셀(Cell)과 상기 제 2 FEL(30b)의 각 렌즈 셀과의 거리(Z축 방향)를 조정하여 상기 제 2의 색을 제거할 수 있도록 하는 장치가 전무한 상태이고, 더욱이 상기 제 1 FEL(30a)의 FEL 플레이트 구조 또한 고정나사를 통해 상기 광학엔진(2) 내에 고정되도록 이루어진 것으로서, 이로 인한 상기 제 1 FEL(30a)의 각 렌즈 셀(Cell)과 상기 제 2 FEL(30b)의 각 렌즈 셀과의 거리(Z축 : 광축방향)조정 한계(불능)구조에 의해 제 2의 색이 화면상에 존재하게 되는 등 상기 조명계 조정에 어려움을 겪게 되는 커다란 문제점이 있었다.As a result, in the case of the problem of color dropout due to the optical axis eccentricity of the first and
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 광원으로부터 조사된 빛의 조명면적을 LCD 패널의 크기에 맞추면서 빛의 세기를 고르는 역할의 FEL(Fly Eye Lens)부 중 제 1 FEL을 X축, Y축 뿐만 아니라, Z축(광축방향)으로도 조정할 수 있도록 구성하여 LCD 패널에 조명되는 빛의 사이즈를 조절하므로서, 광학엔진의 밝기에 큰 감소 없이 조명계의 조정성 및 효율을 증가시키도록 하는데 그 목적이 있다.
In order to solve the above problems, the present invention, X-axis of the first FEL of the FEL (Fly Eye Lens) part of the role of selecting the light intensity while matching the illumination area of the light emitted from the light source to the size of the LCD panel By adjusting the Z-axis (optical axis direction) as well as the Y-axis, it adjusts the size of the light illuminated on the LCD panel, thereby increasing the controllability and efficiency of the illumination system without greatly reducing the brightness of the optical engine. The purpose is.
이러한 본 발명의 목적은, 반사경을 통해 반사된 백색광의 조명면적을 LCD 패널의 크기에 맞추며 빛의 세기를 고르게 하는 역할을 하는 광학엔진의 FEL(Fly Eye Lens)부 중 X축, Y축으로만 조정 가능한 제 1 FEL를 상기 광학엔진의 광축(Z축)방향으로도 조정할 수 있도록 상기 제 1 FEL에 위치조정수단이 구비된 본 발명인 LCD 광학엔진의 조명계 조정장치에 의해 해결될 수 있는 바, 이하 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.The object of the present invention, X-axis, Y-axis of the FEL (Fly Eye Lens) part of the optical engine that serves to equalize the light intensity and to match the illumination area of the white light reflected through the reflector to the size of the LCD panel The first FEL can be adjusted in the optical axis (Z-axis) direction of the optical engine, so that the first FEL can be solved by the illumination system adjusting device of the LCD optical engine of the present invention, provided with a position adjusting means. It will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5 는 LCD 패널에 조사되는 빛의 사이즈를 조절할 수 있도록 구성된 본 발명의 광학엔진 구조도를 나타낸 것이고, 도 6 은 본 발명의 광학엔진 내에 빛의 사이즈를 조절할 수 있도록 적용된 FEL 결합장치의 분해 사시도를 나타낸 것이며, 도 7 은 도 6 의 FEL 결합장치에 의해 FEL 렌즈가 고정 지지된 상태의 결합 사시도를 나타낸 것이다.Figure 5 shows the structure of the optical engine of the present invention configured to adjust the size of the light irradiated to the LCD panel, Figure 6 is an exploded perspective view of the FEL coupling device applied to adjust the size of the light in the optical engine of the present invention FIG. 7 is a perspective view illustrating a coupling state in which the FEL lens is fixedly supported by the FEL coupling device of FIG. 6.
또한, 본 발명의 내용 중 종래 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하기로 한다.In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part same as a conventional structure in the content of this invention.
본 발명인 LCD 광학엔진의 조명계 조정장치는, 광원(10)과, 제 1 FEL(30a), 제 2 FEL(30b), 콘덴싱렌즈(50)로 구비된 조명계와, 다이크로익렌즈(71)(72)(73), LCD 패널(81)(82)(83), 다이크로익 프리즘(90)으로 구비된 합성계로 구성된 LCD 광학엔진에 있어서;The illumination system adjusting device of the LCD optical engine of the present invention includes an illumination system provided with a
상기 제 1 FEL(30a)의 위치가 상기 광학엔진(2)의 광축선상에서 변경될 수 있도록 제 1 FEL에 위치조정수단을 구비한 구성이다.The
이하, 본 발명인 LCD 광학엔진의 조명계 조정장치에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the illumination system adjusting device of the LCD optical engine of the present invention will be described in detail.
본 발명은 위치조정나사(34a)(35a)를 통해 좌우 조정 플레이트(34) 및 상하 조정 플레이트(35)를 좌/우(X축) 또는 상/하(Y축)로 조정하여 제 1 FEL(30a)의 각 렌즈 셀(Cell)과 상기 제 2 FEL(30b)의 각 렌즈 셀을 통과하는 램프(10) 빛의 광축을 일치시켜 색 빠짐 없이 전 화면에 풀 화이트를 구현할 수 있도록 구성된 종래 FEL부(30) 중 상기 제 1 FEL(30a)의 각 셀간 경계부를 통과한 빛들이 상기 제 2 FEL(30b)의 모든 부분을 통과하면서 풀 화이트가 구현된 화면상에 또 다른 밴드 형태의 제 2 색이 존재하게 되는 문제점을 제거시키기 위하여, 상기 제 1 FEL(30a)의 소정위치에 위치조정수단을 형성시켜 상기 위치조정수단을 통해 상기 제 1 FEL(30a)의 위치가 상기 광학엔진(2)의 광축방향(Z축 방향)에서 전/후로 조정되어 상기 LCD 패널(81)(82)(83)에 조사되는 빛의 사이즈를 조절하도록 구성된 것으로서, 이에 대한 본 발명을 상세히 설명한다.The present invention adjusts the left and
본 발명인 LCD 광학엔진의 조명계 조정장치는 도 5 내지 도 7 에 도시한 바 와 같이, 광원(10) 및 제 1 FEL(30a), 제 2 FEL(30b), 콘덴싱렌즈(50)로 이루어진 조명계, 다이크로익렌즈(71)(72)(73), LCD 패널(81)(82)(83), 다이크로익 프리즘(90)으로 이루어진 합성계로 구성된 LCD 광학엔진 중 상기 광원(10)으로부터 조사된 빛을 LCD 패널(81)(82)(83)의 크기에 맞추면서 빛의 세기를 고르는 역할의 FEL부(30) 즉, 상기 제 1 FEL(30a)의 광축방향 위치조정을 통해 상기 LCD 패널(81)(82)(83)에 조사되는 빛의 사이즈를 조절할 수 있도록 상기 제 1 FEL(30a)의 소정위치에 위치조정수단을 형성시킨 구조이며, 이 때 상기 위치조정수단은 상기 광학엔진(2)의 광축선상에서 상기 제 1 FEL(30a)의 위치가 조정될 수 있도록 상기 제 1 FEL(30a)의 소정위치에 장공 형태로 관통 형성된 조정홀(38a)로 이루어져 있다.The illumination system adjusting device of the LCD optical engine of the present invention, as shown in Figures 5 to 7, the illumination system consisting of a
이와 같이 상기 구조로 이루어진 상기 제 1 FEL(30a)에 대하여 좀더 상세히 설명하면, 도 6 및 도 7 에 도시한 바와 같이, 종래 FEL 결합장치와 동일 구조로 형성된 램프(10)로부터 발사된 빛을 LCD 패널(81)(82)(83)(도 3 참조)의 크기에 맞게 입사되도록 조절하는 파리눈 형태의 FEL 렌즈(31)를 고정 지지하는 좌우 조정 플레이트(34) 및 상하 조정 플레이트(35)와; 상기 플레이트들을 광학엔진(2) 내에 고정 지지되게 하는 지지 플레이트(36); 그리고 탄성력을 통해 상기 플레이트들(34)(35)(36)을 고정하는 ??자 형태의 플레이트 고정부재(39)로 이루어져 있으며, 특히 상기 지지 플레이트(36)의 배면 하단에 절곡 형성된 플레이트 지지부(37)에는, 제 1 FEL(30a) 및 제 2 FEL(30b)의 광축이 서로 일치된 상태에서 상기 제 1 FEL(30a)의 각 셀간 경계부를 통과한 빛들이 상기 제 2 FEL(30b)을 통과하 면서 풀 화이트가 구현된 화면상에 존재하는 밴드 형태의 또 다른 제 2의 색을 제거할 수 있도록 상기 제 1 FEL(30a)이 전/후(광축)방향으로 조정될 수 있게 하는 장공 형태의 조정홀(38a)이 관통 형성된 구조이다.As described above in more detail with respect to the first FEL (30a) having the above structure, as shown in Figure 6 and 7, the light emitted from the
그리고, 본 발명에 적용된 제 1 FEL(30a)의 좌우 조정 플레이트(34) 및 상하 조정 플레이트(35)는 전술한 종래 기술에서 기술한 종래 제 1 FEL(30a)의 좌우 조정 플레이트(34) 및 상하 조정 플레이트(35)와 동일한 구조로 이루어져 있기 때문에, 이에 따른 중복 설명은 생략하기로 한다.The left and
이와 같이 구성된 제 1 FEL(30a)의 경우, 위치조정나사(34a)(35a)를 통해 좌우/상하 조정 플레이트(34)(35)를 좌/우(X축) 또는 상/하(Y축)로 조정하여 제 1 FEL(30a)의 각 렌즈 셀과 상기 제 2 FEL(30b)의 각 렌즈 셀을 통과하는 램프(10) 빛의 광축을 일치시켜 LCD 패널(81)(82)(83)에 조명시키는 종래 FEL부(30)의 LCD 패널 조명 사이즈에 비해 다소 크게 조명되게 되는데, 이에 대한 대비를 표 1 에 나타내었다.In the case of the
표 1 은 본 발명의 FEL부와 종래 FEL부의 조명 사이즈 및 광학엔진 밝기 대비상태를 나타낸 것이다.Table 1 shows the lighting size and optical engine brightness contrast state of the FEL unit and the conventional FEL unit of the present invention.
표 1Table 1
표 1 에 나타낸 바와 같이, 제 1 FEL(30a)의 각 렌즈 셀과 상기 제 2 FEL(30b)의 각 렌즈 셀과의 광축(중심축)이 일치되도록 좌우 조정 플레이트(34) 및 상하 조정 플레이트(35)를 좌/우(X축) 또는 상/하(Y축)로 조정하여 LCD 패널(81)(82)(83)에 조명되게 하는 종래 FEL부(30)의 경우, 상기 FEL부(30)를 통해 상기 LCD 패널(81)(82)(83)에 조명되는 조명 사이즈가 LCD 패널(81)(82)(83) 전체 크기 보다 1-2㎜ 크게 조명됨에 따라 상기 LCD 패널(81)(82)(83)에 조명되는 조명 사이즈를 조절할 수 있는 조절 범위가 매우 적어 조명계 조정에 어려움이 있는 반면에, 종래와 같이 좌우 조정 플레이트(34) 및 상하 조정 플레이트(35)를 좌/우(X축) 또는 상/하(Y축)로 조정할 뿐만 아니라, 제 1 FEL(30a)을 전/후(Z축)로 조정하여 LCD 패널(81)(82)(83)에 조명되게 하는 본 발명의 FEL부(30)의 경우, 본 발명의 FEL부(30)를 통해 상기 LCD 패널(81)(82)(83)에 조명되는 조명 사이즈가 LCD 패널(81)(82)(83) 전체 크기 보다 1-3㎜ 크게 조명됨에 따라 상기 LCD 패널(81)(82)(83)에 조명되는 조명 사이즈를 조절할 수 있는 조절 범위가 종래에 비해 다소 크기 때문에, 이에 따른 광학엔진(2)의 밝기에 큰 감소 없이 조명계의 조정성 및 효율을 증가시킬 수 있는 특징이 있게 된다.As shown in Table 1, the left and
도 8 은 위치조정수단의 또 다른 실시예가 적용된 광학엔진의 구조도를 나타낸 것으로서, 상기 위치조정수단의 경우, 도 8 에 도시한 바와 같이, 상기 광학엔진(2)의 광축선상에서 상기 제 1 FEL(30a)의 위치가 조정될 수 있도록 상기 제 1 FEL(30a)의 고정위치와 대응되는 상기 광학엔진의(2) 하우징 하단에 장공 형태의 조정홀(38b)이 관통 형성된 것이다.FIG. 8 is a structural diagram of an optical engine to which another embodiment of the position adjusting means is applied. In the case of the position adjusting means, as shown in FIG. 8, the first FEL (on the optical axis of the optical engine 2) is shown. An adjustment hole 38b in the form of a long hole is formed in the lower end of the
도 9 는 FEL 결합장치를 이용한 조명 사이즈 조절 원리를 나타낸 상태도로서, 도 9a 는 FEL 결합장치 중 좌우 조정 플레이트 및 상하 조정 플레이트의 X, Y축 조정을 통해 제 1 FEL과 제 2 FEL과의 광축을 일치시켜 LCD 패널에 조명시킨 상태를 나타낸 것이고, 도 9b 는 제 1 FEL과 제 2 FEL과의 광축을 일치시킨 상태에서 제 1 FEL의 Z축 조정을 통해 LCD 패널에 램프 빛을 조명시킨 상태를 나타낸 것이다.FIG. 9 is a state diagram illustrating a principle of lighting size adjustment using a FEL coupling device. FIG. 9A illustrates an optical axis between a first FEL and a second FEL by adjusting X and Y axes of a left and right adjustment plate and a top and bottom adjustment plate among the FEL coupling devices. 9B shows a state in which the lamp light is illuminated on the LCD panel by adjusting the Z axis of the first FEL while the optical axes of the first FEL and the second FEL are matched. will be.
램프(10)에서 빛이 발사되어 제 1 FEL(30a)로 평행하게 입사되게 되면, 상기 램프(10) 빛은 상기 제 1 FEL(30a)를 통과하여 상기 제 1 FEL(30a)의 좌우 조정 플레이트(34) 및 상하 조정 플레이트(35)의 X, Y축 조정을 통해 상기 제 1 FEL(30a)과 광축이 일치된 제 2 FEL(30b)로 입사 및 통과하면서 백색광의 조명면적이 LCD 패널(81)(82)(83) 크기 정도로 조절됨과 동시에, 빛의 세기가 균일하게 형성되게 되고, 상기와 같이 형성된 램프(10) 빛은 빛을 집광시켜주는 집광렌즈(Condensing Lens)(50)를 통과하여 도 9a 에 도시한 바와 같이 LCD 패널(83)에 조명되게 된다.When light is emitted from the
그러나, 도 9a 와 같이 LCD 패널(83)에 램프(10) 빛이 조명될 때, 상기 제 1 FEL(30a)의 각 셀간 경계부 역시 램프(10) 빛이 통과하게 되고, 상기와 같이 각 셀간 경계부를 통과한 빛들은 상기 제 2 FEL(30b)의 모든 부분을 통과하면서 풀 화이트가 구현된 화면상에 색 빠짐 이외에도 밴드 형태의 또 다른 제 2의 색이 존재하게 되는데, 이러한 경우 제 1 FEL(30a)를 도 9b 에 도시한 바와 같이, 전/후(Z축 : 광축)방향으로 이동시켜 조정하므로서, 상기 제 2 FEL(30b)을 통과한 빛의 발산각 이 커지게 함과 동시에, 상기와 같이 발산각이 커진 램프(10) 빛은 집광렌즈(50)를 통과하여 LCD 패널(83)에 조명되게 된다. 이 때 상기 LCD 패널(83)에 조명된 램프(10) 빛의 조명 사이즈는, 도 9b 에 도시한 바와 같이 상기 LCD 패널(83)의 크기에 비해 커지게 되면서 상기 풀 화이트가 구현된 화면상에 존재하는 제 2 색의 조정 범위 역시 커지게 됨에 따라 종래에 비해 조명계의 조정성 효율이 증가하게 된다.However, when the
이상과 같은 본 발명인 LCD 광학엔진의 조명계 조정장치는, LCD 프로젝션 TV 뿐만 아니라, 광학엔진을 통해 빛이 투사되는 모든 전자기기에 적용할 수 있으며, 특히 LCD 프로젝터에도 적용시킬 수 있음을 밝혀둔다.The illumination system adjusting device of the LCD optical engine of the present invention as described above can be applied not only to LCD projection TV, but also to all electronic devices to which light is projected through the optical engine, and in particular, to an LCD projector.
본 발명은, 광원으로부터 조사된 빛의 조명면적을 LCD 패널의 크기에 맞추면서 빛의 세기를 고르는 역할의 FEL(Fly Eye Lens)부 중 제 1 FEL을 X축, Y축 뿐만 아니라, Z축(광축방향)으로도 조정할 수 있도록 구성하여 LCD 패널에 조명되는 빛의 사이즈를 조절하므로서, 광학엔진의 밝기에 큰 감소 없이 조명계의 조정성 및 효율을 증가시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.The present invention, in addition to the X axis, Y axis, Z axis (optical axis) of the first FEL of the FEL (Fly Eye Lens) part that selects the light intensity while matching the illumination area of the light irradiated from the light source to the size of the LCD panel Direction) to adjust the size of the light illuminated on the LCD panel, thereby increasing the controllability and efficiency of the illumination system without significantly reducing the brightness of the optical engine.
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