KR100709416B1 - 프로젝션 시스템의 광학엔진 및 광학엔진의 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 광학엔진은 조명광이 조사되는 조명계; 쿼드 및 엘코스 패널 어셈블리가 장착되는 쿼드 하우징과, 상기 쿼드 하우징의 하방에 고정되어 상기 쿼드 하우징의 강도를 보강하는 보강부가 포함되는 합성계; 상기 조명계 및 합성계가 안착되는 엔진 베이스; 및 상기 합성계에서 합성된 광이 스크린으로 출사되는 투사렌즈가 포함된다.

본 발명에 의해서 엘코스 패널 어셈블리의 화면정합이 일단 맞추어진 뒤에는 반영구적으로 화면정합이 유지되기 때문에 화상열화가 방지되는 장점이 있다. 또한, 합성계의 뼈대를 이루는 쿼드 하우징의 강도가 보강되도록 하여 제조작업이 편리하게 수행되고, 작업자가 편리하게 광학엔진의 조립작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

엘코스, 합성계, 보강부

Description

프로젝션 시스템의 광학엔진 및 광학엔진의 조립방법{Optical engine of projection system and fabricating method thereof}

도 1은 본 발명의 사상에 따른 프로젝션 시스템의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 프로젝션 시스템 디스플레이의 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 프로젝션 시스템의 광학엔진의 사시도.

도 4는 광학엔진의 커버가 제거된 상태로 도시되는 광학엔진의 사시도.

도 5는 단일체로 제작된 상태에서 합성계의 사시도.

도 6은 쿼드 하우징과 보강부가 분리된 상태에서 합성계의 사시도.

도 7은 합성계의 구조 및 동작을 설명하는 도면.

도 8은 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 광학엔진 조립방법을 설명하는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 프로젝션 시스템 2 : 스크린 3 : 전면 패널

4 : 백커버 5 : 반사미러 6 : 분리판

100 : 합성계 110 : 쿼드 하우징 140 : 보강부

본 발명은 프로젝션 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 프로젝션 시스템의 광학엔진 및 광학엔진의 조립방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 프로젝션 시스템의 광학엔진의 강도가 보강되도록 함으로써 적색, 녹색, 청색의 화상합성시에 정합 틀어짐을 방지할 수 있는 프로젝션 시스템의 광학엔진 및 프로젝션 시스템의 광학엔진의 조립방법에 관한 것이다.

반사형 액정 디스플레이의 한 종류인 엘코스(LCOS: Liquid Crystal On Silicon, 이하 편의상 '엘코스'라 한다)는 통상의 액정 디스플레이와 달리 반도체 기판 위에 액정 셀을 형성한 것으로서, 각 화소의 구성 요소와 스위칭 회로를 고집적으로 배치하여 대략 1인치 정도의 소형 크기로 엑스지에이(XGA)급 이상의 고해상도를 실현할 수 있다.

이러한 이유로 엘코스 패널은 프로젝션 시스템의 디스플레이 장치로 주목을 받고 있으며, 상기 엘코스 패널과 이를 이용한 프로젝션 디스플레이 시스템의 기술 개발 및 상품화가 활발하게 진행되고 있다.

상기 프로젝션 시스템은 풀-칼라 화면을 구현하는 방식에는 백색광을 R(적), G(녹), B(청) 광으로 변환하고, R, G, B 광에 대응하는 3개의 LCOS 패널을 구비하여 각각의 엘코스 패널이 구현한 R, G, B 영상을 칼라영상으로 합성하여 스크린에 투사하는 3-패널 방식으로 사용되고 있다.

이와 같은 일반적인 엘코스 프로젝션 시스템은 광이 투사되는 조명계와, 상기 광이 투사된 뒤에 상기 엘코스 패널에 맺히는 RGB 각각의 상을 이미지로 합성하 는 합성계와, 상기 합성계에서 합성된 광을 투사하는 투사렌즈와, 상기 투사렌즈에서 투사된 광이 이미지로 맺히는 스크린이 포함된다. 상기 합성계에는 3개의 엘코스 패널이 별도로 고정되고 상기 엘코스 패널에는 백색광에서 분리되는 적, 녹, 청 삼색의 광이 각각 입사된 뒤에 반사되고 반사된 광은 서로 합성된다. 그리고, 상기 엘코스 패널의 인접위치에는 1/4 파장판이 배치되어 영상의 콘트라스트가 향상되도록 한다. 상기 1/4 파장판은 선편광을 원편광으로 변화시키는 작용을 수행한다.

한편, 상기 엘코스 패널은 적색, 녹색, 청색 삼색이 각각 합성되도록 하기 위하여 세개가 마련되는데, 이와 같이 삼판식으로 제공되는 경우에는 각각의 엘코스 패널들 간의 화상정합이 정확하게 이루어지도록 하는 것은 중요한 과제이다. 또한, 상기 1/4 파장판과 상기 엘코스 패널 간의 화면정합이 정확하게 이루어지도록 하는 것도 중요한 과제이다.

이와 같이 화면정합이 정확하게 수행되도록 하기 위하여, 단일체의 물품으로서 세개의 칼라 쿼드가 장착되는 쿼드 하우징이 제공된 상태에서, 상기 쿼드 하우징에 상기 엘코스 패널과 1/4 파장판이 일체로 형성되는 엘코스 패널 어셈블리에 체결되도록 한다. 이후에는 상기 엘코스 패널 어셈블리가 화면정합이 조정되도록 한다.

그러나, 이와 같이 상기 쿼드 하우징에 엘코스 패널 어셈블리가 결합된 상태에서 화면정합이 수행되더라도, 추후에 쿼드 하우징이 광학엔진에 체결되는 중에 쿼드 하우징에 변형이 발생되는 경우에는 화면정합이 틀어지는 경우가 다발하는 문제점이 있다. 그러므로, 작업자는 다시 한번 화면정합을 수행해야 되는 단점이 있 는데, 이와 같은 작업은 제조현장에서 많은 문제점이 된다.

또한, 비록 쿼드 하우징이 강한 재질의 물품으로 제조되더라도 쿼드 하우징의 고정체로부터 가하여지는 외력에 의해서 계속해서 쿼드 하우징이 변형된다. 이러한 경우는 프로젝션 시스템의 사용시간이 길어지면 길어질수록 다발하므로, 결국에는 프로젝션 시스템의 내구성을 떨어뜨리는 문제로 작용하게 된다.

본 발명은 상기되는 문제점을 개선하기 위하여 제안되는 것으로서, 엘코스 패널 어셈블리의 화면정합이 일단 맞추어진 뒤에는 반영구적으로 정합된 상태로 유지되도록 하여 화상열화를 방지할 수 있는 프로젝션 시스템의 광학엔진 및 광학엔진의 조립방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 합성계의 뼈대를 이루는 쿼드 하우징의 강도가 보강되도록 하여 제조작업이 편리하게 수행되고, 작업자가 편리하게 광학엔진의 조립작업을 수행할 수 있는 프로젝션 시스템의 광학엔진 및 광학엔진의 조립방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 프로젝션 시스템의 정상적인 사용연한이 길어지고 제품 사용상의 신뢰성이 개선되는 프로젝션 시스템의 광학엔진 및 광학엔진의 조립방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

상기되는 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 광학엔진은 조명광이 조사되는 조명계; 쿼드 및 엘코스 패널 어셈블리가 장착되는 쿼드 하 우징과, 상기 쿼드 하우징의 하방에 고정되어 상기 쿼드 하우징의 강도를 보강하는 보강부가 포함되는 합성계; 상기 조명계 및 합성계가 안착되는 엔진 베이스; 및 상기 합성계에서 합성된 광이 스크린으로 출사되는 투사렌즈가 포함된다.

다른 측면에 따른 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 광학엔진의 조립방법은 쿼드 하우징의 일측에 별도의 보강부가 고정되는 단계; 엘코스 패널이 상기 쿼드 하우징에 체결되고 화면정합이 조정되어 합성계가 제작되는 단계; 및 상기 합성계가 엔진 베이스에 고정되는 단계가 수행된다.

제안되는 본 발명에 의해서 프로젝션 시스템의 사용시간이 길어지더라도 투사되는 화상의 품질이 고품질로 유지되고, 화상의 정합이 유지되는 장점을 얻을 수있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 사상에 따른 프로젝션 시스템 및 프로젝션 시스템의 엘코스 패널 어셈블리를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 사상에 따른 프로젝션 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 프로젝션 시스템 디스플레이의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 프로젝션 시스템(1)에는 화상이 맺히는 스크린(2)과, 상기 스크린(2)의 하방에 배치되는 전면 패널(3)과, 스크린의 후방에 놓이는 백커버(4)가 포함된다.

또한, 상기 스크린(2)과 백커버(4)의 사이에 제공되는 공간에는 광의 투사공간과 광학엔진(도 3의 10참조)의 수용공간을 구획하는 분리판(6)이 제공된다. 그리고, 상기 백커버(4)의 내면에는 반사미러(5)가 안착되어 상기 광학엔진(10)에서 투 사되는 광이 스크린(2)으로 반사되어 화상으로 맺히도록 한다.

또한, 상기 분리판(6)에는 상기 광의 투사공간과 광학엔진의 수용공간을 상호 연통시키는 분리판측 개구부(8)가 형성되고, 상기 분리판측 개구부(8)는 광학엔진(10)의 내부로 공기가 유입되는 통로인 공기 유입구(7)와 정렬되어 상기 광의 투사공간의 내부 공기가 광학엔진(10)으로 유입되도록 한다. 상기 공기 유입구(7)를 통하여 유입되는 공기는 광학엔진(10)의 냉각을 위한 공기로 사용된다.

도 2에서 미설명된 도면번호 400은 광학엔진(10)에서 광이 출사되는 투사렌즈로서, 상기 투사렌즈(400)에서 출사된 광은 반사미러(5)를 향하여 출사된 뒤에 반사되어 스크린(2)에 화상을 형성하게 된다.

도 3은 본 발명의 프로젝션 시스템의 광학엔진의 사시도이고, 도 4는 광학엔진의 커버가 제거된 상태로 도시되는 광학엔진의 사시도로서 도 3 및 도 4를 참조하여 상기 광학엔진의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.

상기 광학엔진(10)은 광학엔진(10)의 하부면을 이루는 엔진 베이스(12)와, 상기 엔진 베이스(12)의 상면에 놓이는 다수의 부품이 포함된다. 상세하게는, 광을 조사하고 굴절시키는 조명계(200)와, 상기 조명계(200)에 의해서 비춰진 광에 의해서 이미지 신호가 포함되는 적녹청 삼색의 이미지가 합성되는 합성계(100)와, 상기 합성계(100)에서 합성된 광이 출사되는 투사렌즈(400)가 포함된다.

또한, 화상의 형성과 직접 관련은 없으나 전원이 안정적으로 공급되도록 하기 위한 전원공급기(350)와, 광학엔진(10)에서 발생되는 열이 냉각되도록 하기 위한 팬(301)(303)이 더 포함된다. 상기 전원공급기(350)에는 적어도 전자식 안정기 가 형성되어 램프(201)에 안정적인 전원이 공급되도록 하고, 상기 팬(301)(303)은 광학엔진(10)이 적절히 냉각되도록 하는 공기의 강제 유동을 이끌어낸다.

상기되는 구성의 각 부분을 그 부분별로 상세하게 설명한다.

먼저, 상기 조명계(200)는 광원으로 동작되는 램프(201)과, 상기 램프(201)에서 출사되는 조명광의 균일성(uniformity)을 향상시키는 제 1 FEL(Fly Eye Lense)(231) 및 제 2 FEL(232)와, 상기 제 2 FEL(232)의 후방에 배치되는 PBS(Polarizing Beam Splitter, 편광 빔 스플리터)(233)와, 상기 FEL(231)(232)의 각 셀(cell)을 통과한 광이 엘코스 패널의 정위치에 정확하게 투사되도록 하는 복수개의 렌즈(234)(235)(236)과, 광원의 진행방향이 꺾여져서 상기 합성계(100)로 향하도록 하는 폴딩미러(folding mirror)(237)가 포함된다.

상세하게, 상기 PBS(233)는 조명광의 P파의 광을 포함하는 모든 광이 S파로 변환되도록 하는 기구로서 복수개의 1/2 파장판이 사용되고, 상기 FEL(231)(232)는 이러한 PBS(233)의 정위치에 광이 입사되도록 한다. 상기 조명광에는 광의 진행방향과 수직되는 방향으로서, Y축 파장인 P파와 X축 파장인 S파가 포함되지만, 상기 합성계(100)로 입사되는 P파의 광은 상기 PBS(233)에 의해서 S파로 변환되어 상기 합성계(100)로는 모든 광이 S파의 상태로 입사된다. 그러므로, 제거될 수 있는 P파 광이 이용되기 때문에 광의 이용효율이 개선되는 장점을 얻을 수 있다.

상세하게, 상기 폴딩미러(237)는 조명광의 진행방향이 90도 꺾여져서 합성계(100)를 향하여 광이 입사되도록 하는 기구이고, 진행방향이 정확하게 조절되도록 하기 위하여 좌우/상하/전후방향의 경사각도가 조절되는 소정의 기구가 제공되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 조명계(200)의 각 부품은 상기 엔진 베이스(12)에 고정되는 조명계 하우징(220)에 안착되고, 상기 조명계 하우징(220)의 내부에 각 부품이 놓인 뒤에는 커버(210)가 덮혀져서 내부의 부품이 외부의 충격에서 보호되고, 조명계(200)의 내부로의 이물 유입이 방지되도록 한다. 그리고, 상기 커버(210)의 소정 위치에는 통공(211)이 형성되는데, 상기 통공(211)에는 조명계(200)를 이루는 각 부품 및 조명계(200)의 내부 공간에서 발생되는 열기가 자연대류 현상에 의해서 외부로 배출되도록 한다. 도면에는 비록 하나의 통공(211)이 형성되지만 필요에 따라서 다수개가 형성되도록 할 수도 있다. 바람직하게는, 적어도 상기 PBS(233)의 인근 상방에는 상기 통공(211)이 형성되어 PBS(233)에서 발생되는 고열이 자연대류에 의해서 상승되어 외부로 배출될 수 있도록 한다.

상기 합성계로는 S파의 광이 입사된 뒤에 파장별로 분리되어 각각의 엘코스 패널로 입사되고, 상기 엘코스 패널에서 반사되어 이미지 신호가 포함된 상태에서 합성된 뒤에 상기 투사렌즈(400)를 통하여 출사된다. 상기 합성계(100)의 상세한 구성은 뒤에서 상세하게 설명된다.

상기 광학엔진(10)이 냉각되는 광학엔진의 냉각 시스템을 상세하게 설명한다.

상기 광학엔진(10)에는 공기가 강제로 유동되도록 하기 위한 두개의 팬(301)(303)과, 상기 팬(301)(303)에 의한 공기의 유동을 안내하기 위한 다수의 가이드 구조가 형성되는데, 공기의 유동순서를 기준으로 광학엔진의 냉각 시스템을 설명한다.

먼저, 상기 공기 유입구(7)를 통하여 스크린(2)과 백 커버(4)의 사이 공간, 다시 말하면, 광의 투사공간에 수용되는 차가운 공기가 광학엔진(10)측으로 유입된다. 상기 공기 유입구(7)는 상기 합성계(100)의 측벽에 고정되는 냉기 유입 가이드(11)에 형성된다. 상기 냉기 유입 가이드(11)는 상기 공기 유입구(7)를 통하여 상방에서 공기가 유입된 뒤에 그 진행방향이 합성계(100)측, 다시 말하면 측방향으로 꺾여서 합성계(100)의 측방으로 유입된다. 상기 합성계(100)로 유입된 공기는 합성계(100) 내부의 열기를 식힌 뒤에 상기 제 1 팬(301)으로 유입된다.

상기 제 1 팬(301)의 인접 외측에는, 상기 합성계(100)의 내부로 유입된 공기가 원활이 유출되도록 하기 위하여, 흡입 가이드(302)가 둘러져 있다. 그리고, 상기 제 1 팬(301)에서 토출된 공기는 상기 전원 공급기(350)으로 토출되어 전원 공급기(350)에서 발생된 열기가 냉각되도록 한다.

설명되는 바와 같은 구조로부터 알 수 있듯이, 상기 제 1 팬(301)에 의한 냉각 시스템은, 상기 제 1 팬(301)에서 제공되는 음압이 합성계(100)와 냉기 유입 가이드(11)로 전달되도록 하여, 상기 광 투사공간의 공기가 분리판측 개구부(8)를 통하여 흡입되도록 하는 구조로 이루어져 있다.

또한, 상기 램프(201)가 냉각되기 위하여 램프(201)의 측방에는 제 2 팬(303)에 형성된다. 상기 제 2 팬(303)은 전원공급기(350)의 인근의 공기-이 공기에는 상기 제 1 팬(301)에서 토출되는 공기가 포함된다.-가 램프(201)측으로 유입된 뒤에 프로젝션 시스템(1)의 후방으로 배출되도록 한다.

상기되는 구조에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 팬(301) 및 제 2 팬(303)은 열원이 놓이는 곳의 인접 위치에 안착되어 흡인력을 제공하여, 차가운 공기가 열원을 통과한 뒤에 열기를 흡수하고 팬(301)(303)으로 흡입되어 배출되도록 하는 구조로 이루어져 있다.

도 5는 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에서 합성계의 사시도이고, 도 6은 쿼드 하우징과 보강부가 분리된 상태에서 합성계의 사시도이고, 도 7은 합성계의 구조 및 동작을 설명하는 도면으로서, 동 도면을 참조하여 상기 합성계(100)의 구조 및 동작을 상세하게 설명한다.

도 5를 참조하면, 상기 합성계(100)는 S파 광이 분리 및 합성되어 화상을 형성하는 부분으로서, 복수개의 쿼드(Quad)와, 엘코스 패널 어셈블리가 제공된다.

상세하게, 상기 합성계(100)는 세개의 쿼드(121)(122)(123)와, 상기 쿼드를 지지하는 쿼드 하우징(110)과, S파 광에서 불필요한 노란색 광을 제거하는 싱글 노치 필터(single notch filter)(131)와, 청색광은 투과시키고 녹색광과 적색광은 반사시키는 다이크로익 미러(dichroic mirror)(132)와, 쿼드(121)(122)(123)의 측면에 고정되어 적녹청 삼색의 화상을 각각 형성하는 액정 패널인 세개의 엘코스 패널(Liquid Crystal on Silicon panel)어셈블리(150)(160)(170)가 포함된다. 상기 엘코스 패널 어셈블리는 상기 쿼드 하우징(110)의 소정 위치에서 상기 쿼드(121)(122)(123)의 면에 인접하는 구조로 형성되어 쿼드로부터 입사되는 광이 엘코스 패널의 정확한 위치에 입사되도록 한다.

또한, 도 6을 참조하면, 상기 쿼드 하우징(110)은 마그세슘을 그 재질로 하 여 견고하면서도 내열성이 뛰어나도록 한다. 그리고, 상기 쿼드 하우징(110)의 하측에는 상기 쿼드 하우징(110)의 강도를 보강할 수 있는 강철 또는 알루미늄등의 금속 재질의 보강부(140)가 상기 쿼드 하우징(110)의 하부와 대응되는 형상으로 제작된다.

또한, 상세하게 도시되지는 아니하였으나, 상기 보강부(140)는 상방으로는 상기 쿼드 하우징(110)에 나사등과 같은 체결도구에 의해서 체결될 수 있고, 하방으로도 나사등과 같은 체결도구에 의해서 엔진 베이스(12)에 체결될 수 있다.

상기 쿼드 하우징(110)이 상기 보강부(140)에 의해서 강도가 보강됨으로써, 외력에 의해서 쿼드 하우징(110)의 변형이 방지되는 장점을 얻을 수 있고, 나아가서 상기 쿼드 하우징(110)에 고정되는 엘코스 패널 어셈블리(150)(160)(170)간의 화면정합이 변형되지 않는 장점이 있다. 다시 말하면, 세개의 엘코스 패널 어셈블리(150)(160)(170)가 쿼드 하우징(110)에 결합된 상태에서 일단 적색, 녹색, 청색 삼색의 화면정합이 일치된 뒤에는, 쿼드 하우징(110)의 변형에 의한 화면정합 틀어짐이 발생되지 않는 장점을 얻을 수 있는 것이다.

또한, 상기 쿼드 하우징(110)의 하부가 엔진 베이스(12)에 안착된 상태에서 엔진 베이스(12)의 하부로부터 가하여지는 외력은, 상기 보강부(140)에 의해서 차단되기 때문에 외력이 쿼드 하우징(110) 및 세개의 엘코스 패널 어셈블리(150)(160)(170)로 전달되지 않게 된다. 그러므로, 상기 엘코스 패널 어셈블리가 쿼드 하우징(110)에 체결된 상태에서 일단 화면정합이 맞추어진 상태에서는, 쿼드 하우징(110)이 엔진 베이스(12)에 체결되는 과정 중에도 외력이 쿼드 하우징(110) 으로 가하여지지 않고 보강부(140)에 의해서 지지된다. 물론, 쿼드 하우징(110)의 변형이 방지되도록 하기 위하여 상기 쿼드 하우징(110)이 직접 엔지 베이스(12)로 체결되지 않고, 보강부(140)가 쿼드 하우징(110)에 체결된 상태에서 상기 보강부(140)가 엔진 베이스(12)에 체결되도록 한다.

상기 보강부(140)의 이러한 작용에 의해서 작업 상의 편의성이 한층 더 개선되는 장점을 얻을 수 있게 된다. 구체적으로 상기 광학엔진(10)이 조립되는 과정에 대해서는 뒷 부분에서 상세하게 설명한다.

한편, 상기 도 5 및 도 6에는 도시되지 아니하는 다수의 필터 및 편광판등이 더 포함되는데, 이와 같은 필터 및 편광판의 작용과 함께 합성계의 동작을 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7을 참조하면, 상기 싱글 노치 필터(131)로 입사되는 S파 광에서 불필요한 노란색 광은 반사되어 제거된 뒤에, 다이크로익 미러(132)로 입사되어 청색광은 투과되고 적색광과 녹색광은 반사된다. 이후에 광의 진행을 청색광, 적색광, 녹색광의 순서로 상세하게 설명한다.

상기 다이크로익 미러(132)를 투과한 S파 청색광은 먼저, 제 2 반사형 편광판(133)을 통과하여 S파의 순도가 향상되도록 한다. 다시 말하면, 상기 제 2 반사형 편광판(133)은 상기 S파 청색광의 광축과 동일한 방향의 빛만을 통과시키고 다른 방향의 광축을 가지는 광은 걸러지도록 하기 때문에 조명광에서 S파의 순도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

이후에는, 상기 제 3 쿼드(123)에서 반사되어 제 3 엘코스 패널 어셈블리 (170)로 입사된다. 상기 쿼드는 빔 스플리터(beam splitter)로서 S파 광은 반사시키고 P파 광은 투과시키도록 동작된다.

이후에는, 제 3 1/4 파장판(171)로 입사되어 선편광이 원편광으로 변화된 뒤에, 청색 엘코스 패널(173)로 입사되어 청색의 화상 이미지를 포함한 상태에서 P파 청색광으로 변환되어 반사된다. 상기 P파 청색광은 다시금 제 3 쿼드(123)으로 입사되더라도 P파 청색광이기 때문에 그대로 제 3 쿼드(123)를 투과하게 된다.

이후에는, 제 3 복굴절 편광판(137)로 입사되어 1/2 파장만큼 편광되어 S파 청색광으로 변화된 뒤에, 제 1 쿼드(121)로 입사된다. 복굴절 편광판은 편광이 일어나는 광이 선별적이 되도록 하는 편광판으로서 복굴절 물질의 배치상태를 광의 파장별로 달리는 구조에 의해서 당해 기능이 수행될 수 있다. 여기서 상기 제 3 복굴절 편광판(137)은 청색광에 대해서는 1/2 파장 편광되도록 하는 복굴절 편광판이다.

이후에, 상기 제 1 쿼드(121)에 입사된 S파 청색광은 S파이기 때문에 제 1 쿼드(121)에서 반사되어 투사렌즈(400)로 입사된다.

또한, 상기 다이크로익 미러(132)에서 반사된 S파 적색광은 제 1 반사형 편광판(134)를 통과하여 S파 순도가 향상된 뒤에, 제 1 복굴절 편광판(135)을 통과해서 P파 적색광으로 변화된다. 상기 제 1 복굴절 편광판(135)은 복굴절 물질을 이용한 편광판으로서 적색광을 1/2 파장 편광시키는 편광판이다.

이후에는, 상기 제 2 쿼드(122)로 입사되는데, 입사된 광은 P파 적색광이기 때문에 상기 제 2 쿼드(122)를 그대로 투과한 뒤에 제 1 엘코스 패널 어셈블리 (150)로 입사된다.

이후에는, 제 1 1/4 파장판(151)에 의해서 원편광으로 바뀐 뒤에 적색 엘코스 패널(175)로 입사되어, 적색의 화상 이미지를 포함한 상태에서 S파 적색광으로 변화되어 반사되고, S파의 적색광이기 때문에 상기 제 2 쿼드(122)에서 반사된다.

이후에는, 제 2 복굴절 편광판(136)으로 입사되어 1/2 파장 편광되어 P파 적색광으로 변화된 상태에서 상기 제 1 쿼드(121)로 입사된다. 상기 제 1 쿼드(121)로 입사된 P파 적색광은 P파이기 때문에 상기 제 1 쿼드(121)를 투과하여 투사렌즈(400)로 향하게 된다.

또한, 상기 다이크로익 미러(132)에서 반사된 S파 녹색광은 제 1 반사형 편광판(134)를 통과하여 S파 순도가 향상된 뒤에, 제 1 복굴절 편광판(135)을 그대로 투과한다. 상기 제 1 복굴절 편광판(135)은 복굴절 물질을 이용한 편광판으로서 적색광만을 1/2 파장 편광시키기 때문에, 녹색광에 대해서는 편광시키지 못한다.

이후에는, 상기 제 2 쿼드(122)로 입사되는데, 입사된 광은 S파 녹색광이기 때문에 상기 제 2 쿼드(122)에서 반사된 뒤에 제 2 엘코스 패널 어셈블리(160)로 입사된다.

이후에는, 제 2 1/4 파장판(161)에 의해서 원편광으로 바뀐 뒤에 녹색 엘코스 패널(174)로 입사되어, 녹색의 화상 이미지를 포함한 상태에서 P파 적색광으로 변화되어 반사되고, P파의 적색광이기 때문에 상기 제 2 쿼드(122)를 그대로 투과한다.

이후에는, 제 2 복굴절 편광판(136)를 그대로 투과하여 편광없이 P파 청색광 그대로 상기 제 1 쿼드(121)로 입사된다. 상기 제 2 복굴절 편광판(136)은 적색과 청색에 대해서만 1/2 파장 변화되고 녹색은 편광시키지 못한다. 상기 제 1 쿼드(121)로 입사된 P파 적색광은 P파이기 때문에 상기 제 1 쿼드(121)를 투과하여 투사렌즈(400)로 입사된다.

설명되는 바와 같이 적색과 녹색은 P파 상태로 투사렌즈로 입사되고, 청색은 S파 상태로 투사렌즈(400)에 입사된다. 이후에는 투사렌즈(400)에서 출사된 뒤에 상기 반사미러(5)에서 반사되고 스크린(2)에 화상으로 맺히게 된다. 이때, 시청자는 화상의 광이 P파인지 S파인지의 여부를 감지하지 못하는 상태에서 화상을 시청하게 되므로, 시청에는 전혀 영향이 없다.

이와 같이 적색, 녹색, 청색 삼색의 이미지가 포함되는 삼색의 광은 합성된 뒤에 투사렌즈(400)를 통하여 출사되는데, 만약 각각의 광이 정확한 위치에서 정합이 되지 아니하면 화상이 일그러지거나 정확한 색상이 구현되지 못하게 된다. 그러므로, 각각의 엘코스 패널에 대한 정합과정이 더 진행된다.

한편, 상기 1/4 파장판은 엘코스 패널로 입사되는 광이 선편광에서 원편광으로 변환되어 광 시스템의 전체적인 콘트라스트 비가 향상되도록 하는 기구로서, 편광의 광축이 정합되지 않는 경우에는 콘트라스트 비가 저하되고, 색상의 열화가 발생된다.

도 8은 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 광학엔진 조립방법을 설명하는 흐름도이다.

도 8을 참조하여 합성계(100)가 제작되는 과정을 설명한다. 먼저, 단일체로 제공되는 쿼드 하우징(110)의 하부에 보강부(140)가 체결된다(S11). 이 단계는 이미 설명된 바와 같은 나사등의 체결도구에 의해서 수행될 수 있고, 여기서 상기 쿼드 하우징(110)은 내열성이 뛰어난 마그네슘을 재질로 하고, 상기 보강부(140)는 강성이 뛰어난 강철 또는 알루미늄의 금속을 그 재질로 할 수 있다. 또한, 상기 쿼드 하우징(110)과 보강부(140)가 분리되어 있는 모습은 도 6에 의해서 정확하게 이해될 수 있을 것이다.

이후에는 빔 스플리터로 동작되는 세개의 쿼드(121)(122)(123)가 상기 쿼드 하우징(110)에 체결되고, 투사렌즈(400)가 쿼드 하우징(110)에 체결된다(S12).

이후에는 상기 엘코스 패널 어셈블리(150)(160)(170)가 쿼드 하우징(110)의 위치에 고정되도록 하고, 정합을 일치시킨다(S13). 이와 같이 적색, 녹색, 청색 삼색의 엘코스 패널 어셈블리(150)(160)(170)의 정합이 일단 맞추어지면, 상기 보강부(140)에 의해서 쿼드 하우징(110)의 강도가 보강되고 외력의 전달이 차단되기 때문에, 화면정합의 틀어짐이 발생되지 않고 다시금 화면정합을 맞추기 위한 수고를 들이지 않아도 된다.

한편, 상기 합성계(100)의 조립과정과는 별도로 조명계(200)의 조립과정이 진행된다. 먼저, 상기 엔진 베이스(12)에 조명계(200)를 이루는 램프(201)와 복수개의 렌즈 및 필터가 장착된다(S21). 이후에는 커버(210)가 조명계의 상측을 덮어서 조명계(200)의 내부 구조가 보호되도록 한다(S22).

설명되는 합성계의 조립과정과 조명계의 조립과정은 각각이 독립적으로 수행되고, 이후에는 상기 합성계(100)와 조명계(200)가 결합되는 과정이 진행된다. 상 세하게는, 엔진베이스(12)에 합성계(100)가 안착되어 조명계(200)와 합성계(100)가 결합된다(S31). 특히, 이 공정에서 상기 합성계(100)와 상기 엔진 베이스(12)가 접하는 면은 보강부(140)이다. 그리고 상기 보강부(140)는 강도가 높은 금속을 재질로 하므로, 합성계(100)가 엔진 베이스(12)에 장착되는 중에도 상기 쿼드 하우징(110)에는 외력이 가하여지지 않는다. 이와 같이 쿼드 하우징(110)에 외력이 가하여지지 않기 때문에, 엘코스 패널 어셈블리(150)(160)(170)의 화면정합이 추후에 틀어질 우려도 없다. 만약, 상기 보강부(140)와 상기 엔진 베이스(12)의 접촉부에서 양자의 평탄도가 달라서 변형이 일어나는 경우에도 보강부(140)는 변형되지 않고 엔진 베이스(12)가 변형된다. 그러므로, 쿼드 하우징(110)에는 변형이 발생되지 않고 화면정합은 틀어지지 않게 된다.

이후에는 팬(301)(303)등과 같은 냉각부와 전원공급기(350)가 안착되고(S32), 광학엔진의 제작이 완료된다(S33).

상기되는 여러 단계 중에서 화면정합과정(S13)은 합성계(100)가 엔진베이스(12)에 체결되는 과정(S31)에 비하여 선행되기 때문에 체결되는 과정 중에 합성계(100)로 외력이 가하여지는 것을 예상할 수 있다. 이러한 배경에도 불구하고, 상기 보강부(140)에 의해서 합성계, 특히 쿼드 하우징(110)으로 전달될 수 있는 외력이 차단되기 때문에 화면정합의 틀어짐은 전혀 발생되지 않는다. 이로써, 작업자는 보다 편리하게 광학엔진의 조립작업을 연속적으로 편리하게 수행할 수 있다.

본 발명의 사상은 첨부되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

예를 들면, 상기 보강부(140)는 반드시 나사등과 같은 체결도구에 의해서 쿼드 하우징(110) 및 엔진 베이스(12)에 고정될 필요없이 걸이 구조 및 접착구조 등과 같은 다양한 체결구조에 의해서 체결될 수 있을 것이다.

본 발명에 의해서 엘코스 패널 어셈블리의 화면정합이 일단 맞추어진 뒤에는 반영구적으로 화면정합이 유지되기 때문에, 화상열화를 방지되는 장점이 있다.

또한, 합성계의 뼈대를 이루는 쿼드 하우징의 강도가 보강되도록 하여 제조작업이 편리하게 수행되고, 작업자가 편리하게 광학엔진의 조립작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

또한, 쿼드 하우징의 강도가 보강되고 화면정합이 정확하게 유지될 수 있기 때문에, 프로젝션 시스템의 정상적인 사용연한이 길어지고 제품 사용상의 신뢰성이 개선되는 장점이 있다.

Claims (7)

1. 광이 조사되는 조명계;

   쿼드 및 엘코스 패널 어셈블리가 장착되는 쿼드 하우징과, 상기 쿼드 하우징의 일측에 고정되어 상기 쿼드 하우징의 강도를 보강하는 보강부가 포함되는 합성계;

   상기 조명계 및 합성계가 안착되는 엔진 베이스; 및

   상기 합성계에서 합성된 광이 스크린으로 출사되는 투사렌즈;를 포함하고,

   상기 보강부는 상기 엔진 베이스에 고정되는 프로젝션 시스템의 광학엔진.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보강부는 금속을 재질로 하는 프로젝션 시스템의 광학엔진.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 보강부는 상기 쿼드 하우징의 하부에 고정되는 프로젝션 시스템의 광학엔진.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 보강부는 상기 엔진 베이스에 접하는 프로젝션 시스템의 광학엔진.
5. 쿼드 하우징에 별도의 보강부가 고정되는 단계;

   상기 쿼드 하우징에 쿼드가 결합되는 단계;

   상기 쿼드 하우징에 투사렌즈가 결합되는 단계;

   상기 쿼드 하우징에 엘코스 패널 어셈블리가 고정 및 정합되는 단계; 및

   전술된 단계들에 의하여 제작된 합성계가 따로 제작된 엔진 베이스에 고정되는 단계;를 포함하는 프로젝션 시스템의 광학엔진의 조립방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 엔진 베이스에는 미리 조명계가 고정되는 프로젝션 시스템의 광학엔진 조립방법.
7. 삭제

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