KR100619039B1 - 조명 렌즈계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템 - Google Patents

조명 렌즈계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100619039B1
KR100619039B1 KR1020040052337A KR20040052337A KR100619039B1 KR 100619039 B1 KR100619039 B1 KR 100619039B1 KR 1020040052337 A KR1020040052337 A KR 1020040052337A KR 20040052337 A KR20040052337 A KR 20040052337A KR 100619039 B1 KR100619039 B1 KR 100619039B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
display element
lens group
lens system
illumination
Prior art date
Application number
KR1020040052337A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060003451A (ko
Inventor
전기욱
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020040052337A priority Critical patent/KR100619039B1/ko
Priority to CNB2005100813845A priority patent/CN100476507C/zh
Priority to US11/171,232 priority patent/US20060007402A1/en
Publication of KR20060003451A publication Critical patent/KR20060003451A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100619039B1 publication Critical patent/KR100619039B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal

Abstract

조명 렌즈계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템이 개시되어 있다.
이 개시된 조명 렌즈계는 프로젝션 시스템에 구비되어 광원에서 출사된 빔을 화상을 형성하는 디스플레이 소자에 집광시키는 조명 렌즈계에 있어서,
제1 렌즈군, 제2 렌즈군 및 제3 렌즈군을 구비하고, 상기 제2 렌즈군은 고분산의 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈와 저분산의 양의 굴절력을 가지는 제2렌즈의 이중렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의해, 조명 렌즈계는 비구면 렌즈를 사용하지 않고도 색수차를 양호하게 개선함으로써 제조 비용을 절감시킨다.

Description

조명 렌즈계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템{Illumination lens system and projection system employing the same}
도 1a는 종래의 프로젝션 시스템을 도시한 것이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 프로젝션 시스템에 채용되는 조명 렌즈계를 도시한 것이다.
도 2는 조명 렌즈계의 색수차도를 나타낼 때, 수차를 구하는 필드를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1b에 도시된 조명 렌즈계의 색수차도를 나타낸 것이다.
도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로젝션 시스템을 나타낸 것이다.
도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 변형예이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 조명 렌즈계의 구성도이다.
도 6은 도 5의 조명 렌즈계의 색수차도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 조명 렌즈계의 구성도이다.
도 8은 도 7의 조명 렌즈계의 색수차도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 조명 렌즈계의 구성도이다.
도 10은 도 9의 조명 렌즈계의 색수차도이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 조명 렌즈계의 구성도이다.
도 12는 도 11의 조명 렌즈계의 색수차도이다.
<도면 중 주요 부분에 대한 설명>
5...광원, 8...칼라 필터
10...빔 정형기, 20...조명 렌즈계
30,43...디스플레이 소자, 33,...전반사 프리즘
35,45...투사 렌즈유닛, 40...오목 거울
본 발명은 조명 렌즈계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 색수차가 양호하게 개선되고 제조 비용이 절감된 조명 렌즈계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템에 관한 것이다.
프로젝션 시스템은 램프 광원으로부터 출사된 빔을 화소단위로 on-off 제어하여 칼라화상을 형성하는 디스플레이 소자의 개수에 따라 3판식과 단판식으로 나뉜다. 단판식 프로젝션 시스템은 3판식에 비해 광학계 구조를 작게 할 수 있으나, 백색빔을 시퀀셜 방법으로 R,G,B 칼라로 분리하여 사용하므로 3판식에 비해 광효율이 1/3로 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 단판식 프로젝션 시스템의 경우에는 광효율을 증가시키기 위한 노력이 진행되어 왔다.
일반적인 단판식 프로젝션 광학계의 경우 백색 광원으로부터 조사된 빔을 칼 라필터를 이용하여 R,G,B 삼색빔으로 분리하고, 각 칼라빔을 순차적으로 디스플레이 소자로 보낸다. 그리고, 이 칼라 순서에 맞게 디스플레이 소자를 동작시켜 화상을 구현하게 된다.
종래의 단판식 프로젝션 광학계는 도 1a에 도시된 바와 같이, 광원(100)과, 이 광원(100)으로부터 출사된 빔을 칼라별로 순차적으로 통과시키는 칼라휠(115)과, 칼라휠(115)을 통과한 빔을 정형하는 인티그레이터(117)와, 인티그레이터(117)를 통과한 빔을 전반사 시키는 전반사 프리즘(125)과, 전반사 프리즘(125)에서 반사된 빔을 수광하여 입력된 화상 신호에 따라 처리하여 칼라화상을 형성하는 디스플레이 소자(122)를 포함한다. 그리고, 디스플레이 소자(122)에 의해 형성된 칼라화상을 스크린을 향해 확대 투사시키는 투사 렌즈유닛(130)이 구비된다.
상기 인티그레이터(117)와 전반사 프리즘(125) 사이의 광경로상에는 인티그레이터(117)를 통과한 빔을 집광시키기 위한 조명 렌즈계(120)가 배치된다.
상기 전반사 프리즘(125)은 상기 광원(100)에서 출사된 빔을 디스플레이 소자(122)쪽으로 전반사시키는 입사측 프리즘(125a)과 디스플레이 소자(122)에서 반사된 빔을 투사 렌즈유닛(130)을 향해 투과시키는 출사측 프리즘(125b)을 포함한다.
상기 조명 렌즈계(120)는 도 1b에 도시된 바와 같이 제1, 제2, 제3 및 제4 렌즈(120a)(120b)(120c)(120d)로 구성되고, 구체적인 설계 데이터는 다음과 같다. 여기서, R은 곡률반경을, Dn은 렌즈의 두께 또는 렌즈간 거리를, N은 굴절률을, ν는 아베수를 각각 나타낸다.
렌즈면 곡률반경(R) 두께 또는 거리(Dn) 굴절률(N) 아베수(ν)
0 ∞ 3.50
S1 -9.91000 6.00 1.51680 64.2
S2 -10.42700 0.10
S3 ∞ 5.00 1.51680 64.2
S4 -21.60000 33.00
S5 ∞ 6.50 1.52500 64.2
S6 -23.19962 65.80
S7 98.28100 8.00 1.51680 64.2
S8 -54.76600 2.00
S9 ∞ 22.64 1.51680 64.2
S10 ∞ 0.00 1.51680 64.2
S11 ∞ -21.62 1.51680 64.2
S12 ∞ -4.80
S13 ∞ -2.74 1.47200 66.1
S14 ∞ -0.78
SIM ∞
상기 S6면은 비구면으로서, 비구면의 정의는 다음과 같다.
비구면 형상은 광축 방향을 X축으로 하고, 광축 방향에 대해 수직한 방향을 Y축으로 할 때, 빔의 진행 방향을 정으로 하여 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. 여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, y는 광축에 대해 수직한 방향으로의 거리를, K는 코닉 상수(conic constant)를, A,B,C,D는 비구면 계수를, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률 반경의 역수(1/R)를 각각 나타낸다.
Figure 112004029827488-pat00001
상기 비구면(S8)의 계수는 K=0.0, A=0.112753E-04, B=-0.665984E-8, C=0.112495E-9, D=-0.262361E-12이다.
표 1에서 S9,S10,S11,S12,S13,S14는 전반사 프리즘(125)과 디스플레이 소자 (122)의 각 면을 나타낸다.
도 1b의 조명 렌즈계의 색수차를 구하는데 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 인티그레이터(117)의 출사면의 a,b,c,d,e의 5 필드를 기준으로 한다. 여기서, 각 필드의 좌표점은 다음과 같다.
a b c d e
X 좌표 0.00000 -1.09602 -3.92444 1.09602 3.92444
Y 좌표 0.00000 3.92444 1.09602 -3.92444 -1.09602
도 2의 수차도를 참고하면, 종래 조명 렌즈계는 가격이 높은 비구면 렌즈를 사용하였는데도 색수차가 크게 발생하였다. 색수차가 크면 상기 인티그레이터(117)에서 출사된 빔이 디스플레이 소자(122)에 조사시 조명 마진이 줄어들게 되는 단점이 있다. 즉, 인티그레이터(117)에서 디스플레이 소자(122)의 형상에 대응되게 정형화된 빔이 디스플레이 소자(122)에 입사될 때, 디스플레이 소자(122)에 균일하게 조사되어야 하는데 색수차가 커지면 디스플레이 소자(122)에 유효하게 조사되는 빔이 감소되므로 화질이 저하된다.
또한, 종래의 조명 시스템은 비구면을 사용하기 때문에 비용이 커지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 색수차를 줄이고, 비용을 절감시킨 조명계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 광원; 상기 광원에서 조사된 빔을 칼라별로 분리하는 칼라 필터; 상기 칼라 필터를 통과한 빔을 집광시키기 위해 제1, 제2 및 제3 렌즈군을 구비하고, 상기 제2 렌즈군은 고분산의 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈와 저분산의 양의 굴절력을 가지는 제2렌즈의 이중렌즈를 구비하는 조명 렌즈계; 상기 조명 렌즈계를 통과한 빔을 화상 신호에 따라 처리하여 칼라 화상을 형성하는 디스플레이 소자; 상기 칼라 화상을 스크린을 향해 확대 투사시키는 투사 렌즈 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 조명 렌즈계와 디스플레이 소자 사이에 상기 조명 렌즈계를 통과한 빔을 상기 디스플레이 소자로 반사시키고 디스플레이 소자에서 반사된 빔을 상기 투사 렌즈유닛으로 보내기 위한 전반사 프리즘이 구비된다.
상기 조명 렌즈계와 디스플레이 소자 사이에 상기 조명 렌즈계를 통과한 빔을 디스플레이 소자로 집광시키기 위한 오목 거울이 구비된다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조명 렌즈계는, 프로젝션 시스템에 구비되어 광원에서 출사된 빔을 화상을 형성하는 디스플레이 소자에 집광시키는 조명 렌즈계에 있어서,
제1 렌즈군, 제2 렌즈군 및 제3 렌즈군을 구비하고, 상기 제2 렌즈군은 고분산의 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈와 저분산의 양의 굴절력을 가지는 제2렌즈의 이중렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1렌즈군의 유효초점거리를 f1, 제3렌즈군의 유효초점거리를 f3, 제1 렌즈군의 주면에서 제3렌즈군의 주면까지의 거리를 d라고 할 때, 상기 조명 렌즈계가 다음의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 한다.
<조건식>
Figure 112004029827488-pat00002
상기 광원에서 출사된 빔을 디스플레이 소자의 형상에 대응되도록 만들어 주는 빔 정형기로부터 출사된 빔의 크기와 상기 디스플레이 소자로부터 출사된 빔의 크기와의 비를 m이라고 하고, 상기 제1렌즈군의 유효초점거리를 f1, 제3렌즈군의 유효초점거리를 f3라고 할 때, 다음의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 한다.
<조건식>
Figure 112004029827488-pat00003
상기 조명 렌즈계는 구면 렌즈만으로 구성되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조명 렌즈계 및 프로젝션 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로젝션 시스템은 도 4a를 참조하면 광원(5), 광원(5)에서 조사된 빔을 칼라별로 분리하는 칼라 필터(8)와, 상기 칼라 필터(8)를 통과한 칼라 빔을 입력된 신호에 따라 처리하여 칼라 화상을 형성하는 디스플레이 소자(30)를 구비한다. 또한, 상기 디스플레이 소자(30)에서 형성된 칼라 화상은 투사 렌즈유닛(35)에 의해 스크린(미도시)에 확대 투사된다.
상기 칼라 필터(8)로는 예를 들어 칼라휠이 사용될 수 있다.
상기 광원(5)과 칼라 필터(8) 사이의 광 경로 상에 자외선 차단 필터(7)가 구비되고, 칼라 필터(8)와 디스플레이 소자(30) 사이의 광경로 상에 상기 광원(5)에서 출사된 빔을 정형하기 위한 빔 정형기(10)가 구비된다. 빔 정형기(10)는 예를 들어 인티그레이터, 라이트 터널(light tunnel) 또는 글라스 로드(glass rod)일 수 있다. 빔 정형기(10)는 빔이 상기 디스플레이 소자(30)의 형태에 대응되는 단면 형상을 가지도록 정형해주고, 균일 강도를 갖도록 해 준다.
상기 빔 정형기(10)에서 출사된 빔을 상기 디스플레이 소자(30)를 향하도록 하고, 상기 디스플레이 소자(30)에서 반사된 빔을 투사 렌즈유닛(35)으로 향하도록 하는 전반사 프리즘(33)이 구비된다.
상기 빔 정형기(10)와 전반사 프리즘(33) 사이의 광경로 상에는 빔을 집광시키기 위해 제1, 제2 및 제3 렌즈군(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)을 포함하는 조명 렌즈계(20)가 구비된다.
상기 제2 렌즈군(Ⅱ)은 고분산의 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈(23)와 저분산의 양의 굴절력을 가지는 제2렌즈(24)로 이루어진 이중렌즈를 포함한다.
상기 전반사 프리즘(33)은 디스플레이 소자(30)로 입사되는 빔과 디스플레이 소자(30)로부터 반사되어 나오는 빔의 경로를 다르게 하기 위한 것이다. 전반사 프리즘(33)은 제1 프리즘(33a)과 제2 프리즘(33b)이 마주보게 배치되어 구성될 수 있다. 상기 제1 프리즘(33a)은 입사 프리즘으로서 입사빔을 전반사시켜 디스플레이 소자(30)로 향하도록 하고, 제2 프리즘(33b)은 출사 프리즘으로서 디스플레이 소자(30)에서 반사된 빔을 투과시켜 투사 렌즈유닛(35)으로 향하도록 한다.
또는, 도 4b에 도시된 바와 같이 디스플레이 소자(43)가 조명 렌즈계(20)의 광축과 다른 광축을 가지도록 배치되고, 상기 조명 렌즈계(20)를 통과한 빔을 상기 디스플레이 소자(43)를 향해 집광시켜 주는 오목 거울(40)이 구비될 수 있다. 상기 디스플레이 소자(43)에 의해 형성된 화상은 투사 렌즈유닛(45)을 통해 스크린(s)에 확대 투사된다.
상기 디스플레이 소자(30)(43)는 반사형 액정 표시 소자나 가동 미러 장치(DMD; Deformable Micromirror Device)인 것이 바람직하다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만 상기 칼라 필터(8)와 디스플레이 소자(30)(43) 사이에 빔의 경로를 변환시켜 주기 위한 적어도 하나의 광경로 변환기를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 조명 렌즈계는 도 5을 참조하면, 물체측(O)으로부터 상측(IM)으로 배치된 제1렌즈군(Ⅰ), 제2렌즈군(Ⅱ) 및 제3렌즈군(Ⅲ)을 포함하고, 제2렌즈군(Ⅱ)은 고분산의 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈(23) 및 저분산의 양의 굴절력을 가지는 제2 렌즈(24)로 구성된 이중 렌즈로 구성된다.
상기 제1렌즈군(Ⅰ)의 유효초점거리를 f1, 제3렌즈군(Ⅲ)의 유효초점거리를 f3, 제1렌즈군(Ⅰ)의 주면에서 제3렌즈군(Ⅲ)의 주면까지의 거리를 d라고 할 때, 상기 조명 렌즈계(20)가 다음의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다.
Figure 112004029827488-pat00004
상기 조명 렌즈계(20)가 상한 값 보다 큰 값을 가지는 경우, 디스플레이 소자(30)로 입사하는 빔의 발산 정도가 크게 되어 텔레센트릭 구조에서 많이 벗어나게 된다. 한편, 상기 조명 렌즈계(20)가 하한 값 보다 작은 값을 가지는 경우, 디스플레이 소자로 입사하는 빔의 집속 정도가 크게 되어 실용성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 상기 조명 렌즈계(20)로 입사되는 빔의 크기와 디스플레이 소자(30)에서 출사되는 빔의 크기의 비를 m이라고 할 때, 다음의 조건식을 만족시키는 것이 바람직하다.
Figure 112004029827488-pat00005
상기 수학식 2에서 조명 렌즈계(20)가 상한 값을 초과하는 값을 가지면 디스플레이 소자(30)로 입사되는 빔의 발산 정도가 지나치게 크게 되어 실용성이 떨어진다. 또한, 하한 값보다 작은 값을 가지면 디스플레이 소자(30)로 입사되는 빔의 집속 정도가 지나치게 커지게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 조명 렌즈계의 설계 데이터는 다음과 같다.
이하, R은 렌즈의 곡률 반경을, Dn(n은 자연수)은 렌즈의 두께 또는 렌즈간 거리를, N은 굴절률을, ν는 아베수를 각각 나타낸다.
렌즈면 곡률반경(R) 두께 또는 거리(Dn) 굴절률(N) 아베수(ν)
0 ∞ 4.04
S1 -27.75407 10.00 1.65844 50.9
S2 -11.79481 26.00
S3 58.25637 2.00 1.72825 28.3
S4 20.25800 11.70 1.58913 61.3
S5 -29.91033 64.21
S6 37.82266 6.40 1.51680 64.2
S7 ∞ 19.69 1.51680 64.2
S8 ∞ 0.00 1.51680 64.2
S9 ∞ -22.74 1.51680 64.2
S10 ∞ -3.00
S11 ∞ -3.00 1.47200 66.1
S12 ∞ -0.47
SIM ∞
표 3에서 S8,S9,S10,S11,S12는 전반사 프리즘(33)과 디스플레이 소자(30)의 각 면을 나타낸다. 도 6은 제1실시예에 따른 조명 렌즈계의 색수차도를 나타낸 것이다. 이 색수차도는 디스플레이 소자(43)에 결상되었을 때의 색수차도를 나타낸 것이다.
다음, 본 발명의 제2실시예에 따른 조명 렌즈계가 도 7에 도시되어 있으며, 설계 데이터는 다음과 같다.
렌즈면 곡률반경(R) 두께 또는 거리(D) 굴절률(N) 아베수(ν)
0 ∞ 4.826505
S1 -22.05139 7.00 1.74397 44.9
S2 -11.17675 26.00
S3 74.12738 2.00 1.75520 27.6
S4 34.74362 0.77
S5 46.77763 8.29 1.66162 53.4
S6 -29.04246 62.88
S7 37.82266 6.40 1.56124 63.9
S8 435.18490
SIM ∞
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 조명 렌즈계의 색수차도를 나타낸 것으 로, 본 발명에서는 비구면 렌즈를 사용하지 않고 색수차를 양호하게 개선하였음을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 조명 렌즈계를 나타낸 것으로, 구체적인 설계 데이터는 다음과 같다.
렌즈면 곡률반경(R) 두께 또는 거리(Dn) 굴절률(N) 아베수(ν)
0 ∞ 4.00
S1 -28.99107 10.00 1.74428 44.1
S2 -11.42240 23.00
S3 -254.05314 4.19 1.71251 47.6
S4 -21.72603 2.00 1.75520 27.6
S5 -27.77453 50.009
S6 42.61221 5.89 1.74397 44.6
S7 ∞
SIM ∞
도 10은 제3 실시예에 따른 조명 렌즈계의 수차도를 나타낸 것이다.
다음, 도 11은 제4 실시예에 따른 조명 렌즈계를 나타낸 것이고, 표 6은 구체적인 렌즈계의 설계 데이터를 나타낸 것이다. 제 4실시예에서는 제1 렌즈군(Ⅰ)이 제1렌즈(21)와 제2렌즈(22)를 포함하고, 제2 렌즈군(Ⅱ)이 제3렌즈(23)와 제4렌즈(24)를 포함하고, 제3 렌즈군(Ⅲ)이 제5렌즈(25)를 포함하여 구성된다.
렌즈면 곡률반경(R) 두께 또는 거리(Dn) 굴절률(N) 아베수(ν)
0 ∞ 6.00
S1 -56.34802 8.00 1.55828 64.1
S2 -13.06447 0.10
S3 -69.95719 5.00 1.74589 40.5
S4 -30.53232 30.13
S5 95.49207 2.00 1.75520 27.6
S6 21.65923 11.700 1.65748 54.0
S7 -38.88080 55.00
S8 31.18209 6.40 1.55756 48.0
S9 89.53555 2.00
S10 ∞
SIM ∞
도 12는 제4 실시예에 따른 조명 렌즈계의 수차도를 나타낸 것이다.
도 12에 따르면, 색수차가 매우 양호하게 개선되었음을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명에서는 비구면 렌즈를 구비하지 않고도 색수차를 개선함으로써 비용을 절감하고, 디스플레이 소자에 조사되는 빔의 조명 마진을 좀더 크게 확보할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 조명 렌즈계는, 비구면 렌즈를 사용하지 않고도 색수차를 양호하게 개선함으로써 제조 비용을 절감시킨다.
또한, 색수차가 개선된 조명 렌즈계를 채용한 프로젝션 시스템은 디스플레이 소자에 입사되는 빔의 조명 마진이 증가되어 조명 성능 구현이 용이해지고, 화질이 개선되는 이점이 있다.

Claims (12)

  1. 광원;
    상기 광원에서 조사된 빔을 칼라별로 분리하는 칼라 필터;
    상기 칼라 필터를 통과한 빔을 집광시키기 위해 제1, 제2 및 제3 렌즈군을 구비하고, 상기 제2 렌즈군은 고분산의 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈와 저분산의 양의 굴절력을 가지는 제2렌즈의 이중렌즈를 구비하는 조명 렌즈계;
    상기 조명 렌즈계를 통과한 빔을 화상 신호에 따라 처리하여 칼라 화상을 형성하는 디스플레이 소자;
    상기 칼라 화상을 스크린을 향해 확대 투사시키는 투사 렌즈 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1렌즈군의 유효초점거리를 f1, 제3렌즈군의 유효초점거리를 f3, 제1렌즈군의 주면에서 제3렌즈군의 주면까지의 거리를 d라고 할 때, 상기 조명 렌즈계가 다음의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
    <조건식>
    Figure 112004029827488-pat00006
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 칼라 필터와 디스플레이 소자 사이의 광경로 상에 빔 정형기가 구비되 는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 빔 정형기로부터 출사된 빔의 크기와 상기 디스플레이 소자로부터 출사된 빔의 크기와의 비를 m이라고 하고, 상기 제1렌즈군의 유효초점거리를 f1, 제3렌즈군의 유효초점거리를 f3라고 할 때, 다음의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
    <조건식>
    Figure 112004029827488-pat00007
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 조명 렌즈계와 디스플레이 소자 사이에 상기 조명 렌즈계를 통과한 빔을 상기 디스플레이 소자로 반사시키고 디스플레이 소자에서 반사된 빔을 상기 투사 렌즈유닛으로 보내기 위한 전반사 프리즘이 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 조명 렌즈계와 디스플레이 소자 사이에 상기 조명 렌즈계를 통과한 빔을 디스플레이 소자로 집광시키기 위한 오목 거울이 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 조명 렌즈계는 구면 렌즈만으로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
  8. 프로젝션 시스템에 구비되어 광원에서 출사된 빔을 화상을 형성하는 디스플레이 소자에 집광시키는 조명 렌즈계에 있어서,
    제1 렌즈군, 제2 렌즈군 및 제3 렌즈군을 구비하고, 상기 제2 렌즈군은 고분산의 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈와 저분산의 양의 굴절력을 가지는 제2렌즈의 이중렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 렌즈계.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1렌즈군의 유효초점거리를 f1, 제3렌즈군의 유효초점거리를 f3, 제1렌즈군의 주면에서 제3렌즈군의 주면까지의 거리를 d라고 할 때, 상기 조명 렌즈계가 다음의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 조명 렌즈계.
    <조건식>
    Figure 112004029827488-pat00008
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 광원에서 출사된 빔을 디스플레이 소자의 형상에 대응되도록 만들어 주는 빔 정형기로부터 출사된 빔의 크기와 상기 디스플레이 소자로부터 출사된 빔의 크기와의 비를 m이라고 하고, 상기 제1렌즈군의 유효초점거리를 f1, 제3렌즈군의 유효초점거리를 f3라고 할 때, 다음의 조건식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 조명 렌즈계.
    <조건식>
    Figure 112004029827488-pat00009
  11. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 조명 렌즈계는 구면 렌즈만으로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 렌즈계.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 조명 렌즈계는 구면 렌즈만으로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 렌즈계.
KR1020040052337A 2004-07-06 2004-07-06 조명 렌즈계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템 KR100619039B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040052337A KR100619039B1 (ko) 2004-07-06 2004-07-06 조명 렌즈계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템
CNB2005100813845A CN100476507C (zh) 2004-07-06 2005-06-30 照明透镜系统和包括它的投影系统
US11/171,232 US20060007402A1 (en) 2004-07-06 2005-07-01 Illumination lens system and projection system including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040052337A KR100619039B1 (ko) 2004-07-06 2004-07-06 조명 렌즈계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060003451A KR20060003451A (ko) 2006-01-11
KR100619039B1 true KR100619039B1 (ko) 2006-09-01

Family

ID=35540964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040052337A KR100619039B1 (ko) 2004-07-06 2004-07-06 조명 렌즈계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20060007402A1 (ko)
KR (1) KR100619039B1 (ko)
CN (1) CN100476507C (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009070134A1 (en) * 2007-11-28 2009-06-04 Thomson Licensing System and method for anamorphic illumination of a display system
TWI358600B (en) * 2008-03-11 2012-02-21 Qisda Corp Projecting system and lens combination thereof
CN102084177B (zh) * 2008-05-05 2013-04-10 3M创新有限公司 光源模块
CN105759405B (zh) * 2014-12-17 2020-08-18 深圳市亿思达科技集团有限公司 能增大视场角的光学系统及投影镜头
CN106647125B (zh) * 2016-12-13 2019-01-04 海信集团有限公司 光学成像系统及投影系统
CN115079500A (zh) * 2022-08-22 2022-09-20 深圳市橙子数字科技有限公司 一种微型光学引擎

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100200651B1 (ko) 1996-06-28 1999-06-15 윤종용 프로젝터용 조명장치
JPH11249011A (ja) 1998-02-27 1999-09-17 Minolta Co Ltd プロジェクター光学系
US6129437A (en) 1996-12-26 2000-10-10 Plus Corporation Image display apparatus
JP2002268010A (ja) 2001-03-14 2002-09-18 Plus Vision Corp 画像表示装置
KR20040006925A (ko) * 2002-07-16 2004-01-24 삼성전자주식회사 영상투사장치

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0664234B2 (ja) * 1985-08-29 1994-08-22 株式会社ニコン 低倍率投影対物レンズ
JPH0795142B2 (ja) * 1987-06-05 1995-10-11 三菱電機株式会社 アポクロマ−トレンズ
US5384659A (en) * 1992-04-20 1995-01-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Condenser lens, polarizing element, light source apparatus, and projection display apparatus
JPH10161237A (ja) * 1996-10-04 1998-06-19 Canon Inc 照明装置及びプロジェクター
JP4043619B2 (ja) * 1998-10-26 2008-02-06 オリンパス株式会社 照明装置
JP3372883B2 (ja) * 1999-01-08 2003-02-04 エヌイーシービューテクノロジー株式会社 プロジェクタ装置
US6185047B1 (en) * 1999-05-17 2001-02-06 Infocus Corporation Image projection system packaged to operate lying flat with a very low profile
JP4158317B2 (ja) * 2000-05-31 2008-10-01 三菱電機株式会社 照明装置およびこの照明装置を用いた投写型表示装置
JP2002350775A (ja) * 2001-05-30 2002-12-04 Fuji Photo Optical Co Ltd プロジェクタ装置
JP3589225B2 (ja) * 2002-02-08 2004-11-17 セイコーエプソン株式会社 プロジェクタ
JP3885661B2 (ja) * 2002-05-21 2007-02-21 株式会社ニコン レンズ鏡筒
JP3098126U (ja) * 2003-02-14 2004-02-19 デルタ　エレクトロニクス　インコーポレーテッド 照明システムの導光装置
KR100833230B1 (ko) * 2003-04-07 2008-05-28 삼성전자주식회사 조명 광학계 및 이를 구비한 화상 프로젝션 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100200651B1 (ko) 1996-06-28 1999-06-15 윤종용 프로젝터용 조명장치
US6129437A (en) 1996-12-26 2000-10-10 Plus Corporation Image display apparatus
JPH11249011A (ja) 1998-02-27 1999-09-17 Minolta Co Ltd プロジェクター光学系
JP2002268010A (ja) 2001-03-14 2002-09-18 Plus Vision Corp 画像表示装置
KR20040006925A (ko) * 2002-07-16 2004-01-24 삼성전자주식회사 영상투사장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN1719305A (zh) 2006-01-11
CN100476507C (zh) 2009-04-08
KR20060003451A (ko) 2006-01-11
US20060007402A1 (en) 2006-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9261767B2 (en) Projection optical system and image display apparatus
US6231193B1 (en) Light source device, illuminating system and image projecting apparatus
US7648244B2 (en) Illuminating unit and projection-type image display apparatus employing the same
JP5442515B2 (ja) 投写用レンズおよびこれを用いた投写型表示装置
CN109270682A (zh) 一种激光投影设备
JP5295468B1 (ja) 集光光学系および投写型画像表示装置
JP5143218B2 (ja) 照明装置及びそれを有した投影装置
TWI795592B (zh) 投影鏡頭及投影機
JP2000137204A (ja) 照明装置およびそれを用いた投射型表示装置
KR20040032903A (ko) 투사렌즈
CN114296217A (zh) 一种投影镜头及投影系统
JPH0580251A (ja) 色補正されたテレセントリツク走査レンズ
US20060007402A1 (en) Illumination lens system and projection system including the same
US6454438B1 (en) Illuminating apparatus and projector
US6344929B1 (en) Illumination apparatus and projection type display apparatus
US6467912B1 (en) Projection optical system and projection apparatus
US6414795B1 (en) Illumination apparatus
US6120153A (en) Projector
US20020030795A1 (en) Illumination apparatus and projection type display apparatus using the same
US6890079B2 (en) Method of manufacturing different types of image display apparatuses and image display apparatus manufactured by the method
JPH10241437A (ja) 光源装置、照明系及び画像投射装置
TWI798802B (zh) 投影鏡頭及投影裝置
JP2002122805A (ja) 投写型表示装置
JPH11231416A (ja) 照明装置
JP2002296539A (ja) 投写型表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120730

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130730

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee