KR100715058B1

KR100715058B1 - 프로젝션 장치

Info

Publication number: KR100715058B1
Application number: KR1020000042612A
Authority: KR
Inventors: 야마구치마코토; 야마다스스무; 나카무라아키라
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2007-05-07
Also published as: JP2001042425A; JP4284766B2; CN1282883A; EP1073280A2; CN1175675C; US6565213B1; KR20010030000A; EP1073280A3

Abstract

본 발명에 따른 프로젝션 장치는 합성 프리즘을 지지하기 위한 프리즘 홀더와, 상기 프리즘 홀더는 제 1 위치 결정부를 포함하고 서로 대향된 합성 프리즘의 일단면과 타단면에 위치되어 고정되어 있으며, 합성 프리즘의 입사면을 제외하고 각각의 컬러 광빔은 프로젝션 광학 유니트의 측면으로 합성된 광속을 출사하기 위하여 합성 프리즘에 입사 및 반사되고, 프리즘 홀더와 프로젝션 렌즈를 지지하기 위한 렌즈 홀더를 포함하고, 상기 렌즈 홀더는 위치 결정하고 고정하기 위하여 프리즘 홀더의 제 1 위치 결정부에 부착된 제 2 위치 결정부를 포함한다. 그러므로, 조립은 광학 변조 소자, 합성 프리즘과, 프로젝션 렌즈가 위치결정되는 동안에 실패없이 정확하게 행할 수 있다.

프로젝션 장치, 렌즈 홀더, 합성 프리즘, 프리즘 홀더, 위치 결정부, 프로젝션 렌즈

Description

프로젝션 장치{Projection Apparatus}

도 1은 종래의 프로젝션 장치의 광학 유니트를 도시한 평면도.

도 2는 종래의 액정 패널의 장착 브래킷의 예를 도시한 정면도.

도 3은 종래의 액정 패널의 장착 브래킷을 도시한 측면도.

도 4는 종래의 장착 브래킷이 프리즘 측면에 고정된 상태를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로젝션 장치의 내부 구조를 도시한 측면도.

도 6은 도 5의 프로젝션 장치의 정면도.

도 7은 도 5의 광학 유니트의 광학 구조예를 도시한 평면도.

도 8은 합성 프리즘과 액정의 부착 구조예를 도시한 사시도.

도 9는 합성 프리즘과 프로젝션 렌즈가 프리즘 홀더와 렌즈 홀더에 위치되고 고정된 구조예를 도시한 분해사시도.

도 10은 도 9의 프리즘 홀더의 예를 도시한 사시도.

도 11은 다른 평면에서 본 프리즘 홀더의 사시도.

도 12는 프로젝션 렌즈와 합성 프리즘이 위치되고 고정된 상태를 도시한 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 광원 2 : 컷 필터

4a, 4b : 렌즈 어레이 5 : 프리즘 편광 변환 소자

6 : 주 콘덴서 렌즈 7 : 제 1 다이크로닉 렌즈

9 : 제 2 다이크로닉 렌즈 14 : 크로스 다이크로닉 렌즈

15 : 프로젝션 렌즈 34 : 광학 유니트

35 : 스크린 37 : 하우징

38 : 캐비닛 100 : 프로젝션 장치

1000 : 프리즘 1001, 1002, 1003 : 액정 패널

1004, 1005, 1006 : 스테이지 1014 : 렌즈 홀더

본 발명은 프로젝션 장치에 관한 것으로서, 특히 광학 프리즘 홀더와 렌즈 홀더의 위치결정 및 고정 구조를 포함하는 프로젝션 장치에 관한 것이다.

예를 들면, 복수의 액정 광밸브를 사용하는 프로젝션 장치에 있어서, 백색 광빔은 삼원색인 적색, 녹색 및 청색의 컬러 광빔으로 분리되고, 컬러 광빔은 액정 광 밸브에 의해 이미지가 변조되고, 다음으로 각각의 컬러 광빔은 광속을 발생하도록 합성되고, 그런 다음에, 프로젝션 렌즈에 의해 스크린에 투사된다.

도 1은 종래의 프로젝션 장치를 도시한 평면도이다. 액정 패널(1001, 1002 및 1003)은 각각 프리즘(1000)의 세 평면에 구비된다. 액정 패널(1001)은 녹색(G) 용 투과형 광변조 소자이고, 액정 패널(1002)은 청색(B)용 투과형 광변조 소자이며, 액정 패널(1003)은 적색(R)용 투과형 광변조 소자이다.

이들 액정 패널(1001, 1002, 1003)은 각각 스테이지(1004, 1005, 1006)에 의해 프리즘(1000)에 위치되고 고정된다. 프리즘(1000)은 프로젝션 렌즈(1010)의 프로젝션 홀더(1014)의 측면에 고정된다.

도 2 내지 도 4는 스테이지(1004 내지 1006)의 구조예를 도시한다.

세개의 액정 패널(1001, 1002, 1003)의 위치 결정은 액정 패널(1001)이 프리즘(1000)과 프로젝션 렌즈(1010)의 중심에 위치되도록 하나의 액정 패널(여기에서, 액정 패널(1001)은 녹색용)이 기계적으로 설정되도록 행해지고, 다른 두개의 액정 패널(1002, 1003)을 위한 조절가능한 X, Y, Z 및 θ축을 가진 단일 축들은 기본적으로 녹색용 액정 패널(1001)로 미세하게 조정되고, Z축이 조정되는 동안에, 위치결정은 적색, 녹색, 청색의 세개의 액정 패널(1001, 1002, 1003)의 이미지가 스크린에서 중첩되도록 행해진다. 이 때, 1/3 내지 1 픽셀의 정밀도가 세개의 액정 패널의 위치 정밀도에 요구된다.

일본 특허 제2714939호에는 대극판이 크로스 다이크로닉 프리즘의 각각의 세개의 평면에 고정되고, 지그는 대극판상에 액정 패널을 위치시키는데 사용되고 액정 패널을 프리즘에 직접 고정하는 방법이 제안되어 있다.

상기한 액정 프로젝션 장치에 있어서, 단일 조정 스테이지(1004 내지 1006)는 각각의 액정 패널에 대응되도록 준비되고, 스테이지들은 크로스 다이크로닉 프리즘에 고정되고, 위치 조정이 행해진다. 그러므로, 다음과 같은 문제점이 있다:

(1) 조정용 스테이지가 각각 적색, 녹색, 청색 액정 패널에 구비되어 있기 때문에, 부품의 갯수가 많아진다.

(2) X, Y, Z 및 θ축에 관하여 조정이 행해진 후, 스테이지는 움직이지 않도록 나사 등으로 고정한다. 나사를 고정하기 위하여 죌 때, 스테이지는 약간 움직이고 액정 패널의 위치 편차가 일어난다.

(3) 각각의 액정 패널의 위치를 정확하게 조정하기를 시도한다면, 스테이지의 조정 기구가 복잡해지고, 조정축이 많아지고, 이 때문에 광학 시스템이 커진다.

(4) 액정 패널과 프리즘 평면의 반사측 사이의 갭을 고정하기 곤란하기 때문에, 공기가 액정 패널과 프리즘 사이로 통과하지 못하기 때문에 액정 패널의 냉각 효율이 불량하고, 액정 패널이 정확하게 기능을 하지 못한다.

(5) 스테이지가 스프링 등으로 항상 한방향으로 잡아당기도록 고정되게 구성되어 있기 때문에 충격에 약하고, 액정 패널의 위치편차는 진동, 충격 등에 의해 발생하기 쉽다.

(6) 각각의 적색, 녹색 및 청색 액정 패널이 고정밀도로 위치될 때, 세개의 액정 패널을 위치시키는데 시간이 많이 걸린다.

일본 특허 제2714939호의 방법에 있어서, 프리즘상에 고정된 편향판은 냉각시킬 수 없고, 이에 의해 그 온도는 광원(램프)으로부터의 광에 의해 올라가며, 편향판의 편향 기능은 잃게 되고 액정 패널에서의 광변조가 불가능하게 된다.

그 밖에, 액정 패널이 편향판에 접착제로 직접 접착되어 있다면, 접착제는 편향판에 결함이 발생했을 경우에 부품을 교체하기 위하여 제거할 때, 액정 패널 등과 편향판의 부품과 액정 패널이 손상되고 사용가능한 부품도 손상되어 버리게 된다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 단순한 구조를 채용하고 조립할 수 있으며 고 정밀도로 제조되고 결함이 없는 광변조 소자와, 합성 프리즘과 프로젝션 렌즈를 구비한 프로젝션 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 1 양태에 따라서, 프로젝션 장치는 광원과, 광원으로부터 복수의 컬러 광빔으로 광빔을 컬러 분리하기 위한 광 분리 수단과, 분리된 컬러 광빔을 변조하기 위한 복수의 투광형 광변조 소자와, 광변조 소자에 의해 변조된 각각의 컬러 광빔을 합성하여 광속을 발생하기 위한 합성 광학 수단과, 합성된 광속을 투사하기 위한 광투사 수단을 포함하고, 여기에서 프로젝션 장치는 합성 광학 수단으로서 합성 프리즘을 지지하기 위한 프리즘 홀더를 더 구비하고, 상기 프리즘 홀더는 제 1 위치 결정부를 포함하고, 각각의 컬러 광빔은 프로젝션 광 수단의 측면에 합성된 광속을 출력하기 위한 합성 프리즘의 입사 및 반사 평면인 합성 프리즘의 입사면을 제외하고 서로 대향된 합성 프리즘의 일단면과 타단면에 위치되고 고정되어 있으며, 프리즘 홀더를 지지하기 위한 렌즈 홀더와 광 프로젝션 수단으로서의 프로젝션 렌즈를 더 구비하고, 렌즈 홀더는 위치 결정 및 고정을 하기 위하여 제 1 위치결정부에 고정된 제 2 위치결정부를 포함한다.

프리즘 홀더는 합성 광학 수단으로서 합성 프리즘을 지지한다. 프리즘 홀더는 제 1 위치결정부를 포함하고, 각각의 컬러 광빔은 프로젝션 광 수단의 측면에 합성된 광속을 출력하기 위한 합성 프리즘의 입사 및 반사 평면인 합성 프리즘의 입사면을 제외하고 서로 대향된 합성 프리즘의 일단면과 타단면에 위치되고 고정된다.

렌즈 홀더는 합성 광학 수단으로서 프로젝션 렌즈를 지지한다. 렌즈 홀더는 위치 결정 및 고정을 위하여 프리즘 홀더의 제 1 위치결정부에 고정된 제 2 위치결정부를 포함한다.

이렇게 함으로써, 프리즘 홀더는 프리즘의 일단면과 타단면에 위치되고 합성 프리즘을 고정할 수 있다. 렌즈 홀더의 제 2 위치결정부는 프리즘 홀더의 제 1 위치결정부을 사용하여 위치결정이 되는 동안에 고정된다.

이와 마찬가지로, 구조가 단순할지라도, 렌즈 홀더와, 프리즘 홀더와, 프로젝션 렌즈와, 합성 프리즘은 실수 없이 위치결정되는 동안에 고정되고 조립된다.

본 발명의 제 2 양태에 따라서, 상기 프로젝션 장치에 있어서, 프리즘 홀더의 제 1 위치결정부는 위치결정 구멍을 포함하고, 렌즈 홀더의 제 2 위치결정부는 프리즘 홀더가 렌즈 홀더에 관하여 위치되도록 위치결정 구멍내에 삽입되어 있는 위치결정핀을 포함하며, 렌즈 홀더와 프리즘 홀더는 위치결정후 나사로 고정된다.

프리즘 홀더의 제 1 위치결정부는 위치결정 구멍을 포함하고, 렌즈 홀더의 제 2 위치결정부는 프리즘 홀더가 렌즈 홀더에 관하여 위치되도록 위치결정 구멍에 삽입되어 있는 위치결정핀을 포함한다. 이렇게 함으로써, 위치결정핀을 위치결정 구멍에 삽입함으로써 프리즘 홀더와 렌즈 홀더는 쉽게 위치결정된다. 렌즈 홀더와 프리즘 홀더는 위치결정 후에 나사에 의해 고정된다.

본 발명의 제 3 양태에 따라서, 제 1 양태의 프로젝션 장치는 합성 프리즘의 컬러 광빔이 입사하는 세개의 입사면중의 한 평면에 대향되어 위치된 제 1 고정 부재를 포함하고, 합성 프리즘의 일단면과 타단면에 접착되어 있으며, 광변조 소자를 통과하여 변조된 컬러 광빔이 통과하는 구멍부와 복수의 귀(ear)형 돌기를 포함하고; 광변조 소자는 합성 프리즘의 측면에 고정되도록 제 1 고정 부재에 고정되고 밀접하게 접촉하는 제 2 고정 부재를 포함하고, 광변조 소자를 통과하여 컬러 광빔을 통과하는 구멍부와, 제 1 고정 부재와 제 2 고정 부재의 돌기는 복수의 귀형 돌기를 포함하고, 여기에서 컬러 광빔이 합성 프리즘에 의해 합성된 광속을 형성하도록 컬러 광빔이 입사하는 합성 프리즘의 세개의 입사면에 각각 세개의 광변조 소자가 위치된 상태에서 접착 또는 납땜에 의해 고정된다.

제 1 고정 부재는 세개의 입사면중의 한 평면에 대향되게 배열되어 있고, 합성 프리즘의 일단면과 타단면에 접착되어 있다. 제 1 고정 부재는 구멍부와 귀형 돌기를 포함하며 이를 통하여 광변조 소자에 의해 변조된 컬러 광빔이 통과한다. 제 2 고정 부재는 광변조 소자가 합성 프리즘의 측면에 고정되도록 제 1 고정 부재에 고정되고 밀접하게 접촉한다. 제 2 고정 부재는 구멍부와 귀형 돌기를 포함하며 이를 통하여 광변조 소자에 의해 변조된 컬러 광빔이 통과한다.

제 1 고정 부재의 돌기와 제 2 고정 부재의 돌기는 컬러 광빔이 합성 프리즘에 의해 합성된 광속을 산출하도록 컬러 광빔이 합성 프리즘에 의해 합성된 광속을 형성하도록 컬러 광빔이 입사하는 합성 프리즘의 세개의 입사면에 각각 세개의 광변조 소자가 위치된 상태에서 접착 또는 납땜에 의해 고정된다.

본 발명의 제 4 양태에 따라서, 제 3 양태의 프로젝션 장치에 있어서, 접착제는 광 경화형 접착제이다.

접착은 광 경화형 접착제를 사용하여 용이하게 행해진다.

이하에서, 본 발명의 양호한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

하기에 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 구체적인 실시예이며, 여러가지 바람직한 기술적 한정이 부가되어 있으나, 본 발명의 영역은 이하의 설명에 개시된 본 발명을 한정하기 위한 설명없이는 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 프로젝션 장치의 바람직한 실시예를 도시한다.

프로젝션 장치(100)는 세개의 액정 패널을 이용하는 소위 리어 프로젝션 장치이다. 프로젝션 장치(100)는 하우징(37)과 하우징(37)의 하부 캐비닛(38)내에 수용되어 있는 광학 유니트(34)를 포함한다. 광학 유니트(34)의 프로젝션 렌즈(15)로부터 투사된 이미지(15A)는 후방 반사경(36)에 의해 반전되고 스크린(35)에 투사된다. 스크린(35)에 투사된 확대된 이미지는 화살표(T) 방향에서 본 것이다.

도 7은 도 5 내에 도시된 광학 유니트(34)의 상세한 구조예를 도시한다.

도 7에 있어서, 금속 할라이드 램프와 같은 광원(1)에 의해 형성된 조광이 자외선과 적외선을 차단하기 위하여 컷(Cut) 필터(2)를 통하여 통과한 후, 반사경(3a)에 의해 진로가 90°변경되고 렌즈 어레이(4a, 4b)를 통하여 투사되고 프리즘 편광 변환 소자(5)로 들어가고, 이에 의해 P파와 S파로 분리된다.

P파는 프리즘을 통하여 통과하고, S파는 프리즘 평면에 의해 반사되고 인접한 프리즘에 형성된 반사막에 의해 더욱 반사되고 주 콘덴서 렌즈(6)쪽으로 이동된다. 이때에, S파는 편광 변환 요소(5)와 주 콘덴서 렌즈(6) 사이의 1/2 파판에 의해 P파로 변환된다.

P파는 프리즘을 통하여 투사되고 변환된 S파의 P파는 주 콘덴서 렌즈(6)에 의해 응집되고 제 1 다이크로닉 미러(7)로 입사한다. 입사 조명광은 제 1 다이크로닉 미러(7)에 의해 컬러 분리되고, 적색(R) 광빔은 반사되고, 녹색(G) 광빔과 청색(B) 광빔은 투사된다.

제 1 다이크로닉 미러(7)에 의해 반사되고 컬러 분리된 적색(R) 광빔은 적색 필터(8)를 통하여 투사되고, 반사경(3b)에 의해 반사되고, 콘덴서 렌즈(10a)에 의해 더욱 콘덴싱되고, 콘덴서 렌즈(10a)와 1/2파판(11a)에 접착된 편광판(11-1a)을 통하여 투사되고 액정 패널(12a)을 조사한다. 적색용 액정 패널(12a)은 구동 회로(도시 안됨)로부터 공급된 적색 이미지 신호에 기초하여 구동된다.

한편, 제 1 다이크로닉 미러(7)를 통하여 투사된 녹색(G) 및 청색(B) 광빔은 제 2 다이크로닉 미러(9)에 의해 더욱 컬러 분리된다. 녹색(G) 광빔은 반사되고 콘덴서 렌즈(10b)에 입사되고 콘덴서 렌즈(10b)에 의해 더욱 콘덴싱되고, 콘덴서 렌즈(10b)와 1/2파판(11b)에 접착된 편광판(11-1b)을 통하여 투사되고 액정 패널(12b)을 조광한다. 녹색용 액정 패널(12b)은 구동 회로(도시 안됨)로부터 공급된 녹색 이미지 신호에 기초하여 구동된다.

제 2 다이크로닉 미러(9)를 통하여 투사된 청색(B) 광빔은 릴레이 렌즈(13a)를 통하여 투사되고, 반사경(3c)에 의해 90°반사되고, 릴레이 렌즈(13b)로 입사되고, 렌즈를 통하여 투사되고, 반사경(3d)에 의해 90°회전되고, 콘덴서 렌즈(10c)에 입사되고 콘덴서 렌즈(10c)에 의해 더욱 콘덴싱되고, 콘덴서 렌즈(10c)와 1/2파판(11c)에 접착된 편광판(11-1c)을 통하여 투사되고 액정 패널(12c)을 조광한다. 청색용 액정 패널(12c)은 구동 회로(도시 안됨)로부터 공급된 녹색 이미지 신호에 기초하여 구동된다.

구동 신호에 기초한 적색용 액정 패널(12a)을 통하여 투사된 광빔(조광빔)과, 녹색용 액정 패널(12b)과, 청색용 액정 패널(12c)은 크로스 다이크로닉 프리즘(14)의 각각의 적색, 녹색, 청색 프리즘과 1/2파판(11a, 11b, 11c)에 접착된 편광판(11-1a, 11-1b, 11-1c)과 컬러 확대 보정 렌즈(33a, 33b, 33c)를 통하여 투사되고 크로스 다이크로닉 프리즘(14)에 입사된다.

크로스 다이크로닉 프리즘(14)에 입사된 각각의 적색, 녹색, 청색빔은 서로 교차되게 형성된 프리즘 평면의 반사막에 의해 반사(녹색빔은 투과된다)되고, 컬러 합성되고, 프러젝션 렌즈(15)에 의해 확대되고, 도 5의 하우징(37)에 고정된 스크린(35)상에 투사된다.

입사 측면 기능으로 1/2파판(11a, 11b, 11c)은 조광빔(스평방향으로 P파)의 페이즈가 변경되고 조광빔이 액정 패널의 수평 방향에 관하여 45°의 각도의 방향으로 액정 패널에 입사되고, 이에 의해 액정 패널로부터의 광 리키지가 감소되고, 액정 패널의 대비가 증가하고, 이미지의 질이 개선된다. 광빔은 조광빔이 액정 패 널을 통하여 90°꼬인후 빠져 나갈 때 소위 출사 광빔(S파)이 액정 패널의 수평 방향에 관하여 45°경사지기 때문에, 액정 패널의 출사측의 1/2파판은 수직 방향으로 그 상이 변경되고, 출사 광빔이 액정 패널의 출사측에서 편광판(11-1a, 11-1b, 11-1c)에 수직으로 입사되게 하고, 광빔을 S파(수직 방향)와 동일하게 하고, 광빔이 크로스 다이크로닉 프리즘에 투사되게 한다.

광빔이 프리즘과 프로젝션 렌즈를 통하여 투사될 때, 확대비율은 적색, 녹색 및 청색의 파장이 약간 차이가 있다. 컬러 확대 보정 렌즈(33a, 33b, 33c)는 확대비율을 보정한다.

다음은, 크로스 다이크로닉 프리즘(14, 이하에서 합성 프리즘이라 한다)과 액정 패널(12a, 12b, 12c)의 장착 구조를 도 8을 참조하여 설명한다.

합성 프리즘(14)은 일단면(130)과, 타단면(140)과, 출사면(150)과, 세개의 입사면(160, 170, 180)을 포함한다. 일단면(130)과, 타단면(140)은 출사면(150)과 입사면(160, 170, 180)에 직교 평면이다.

컬러 확대 보정 렌즈(33a)와, 편광판(11-1a)과, 1/2파판(11a)은 합성 프리즘(14)의 입사면(180)상에 고정된다. 같은 방법으로, 컬러 확대 보정 렌즈(33b)와, 편광판(11-1b)과, 1/2파판(11b)은 입사면(170)에 고정된다. 컬러 확대 보정 렌즈(33c)와, 편광판(11-1c)과, 1/2파판(11c)은 입사면(160)에 고정된다.

출사면(150)은 프로젝션 렌즈(15)에 대향된 평면이고, 합성 광속(L)은 출사면(150)으로부터 프로젝션 렌즈(15)의 측면까지 이동한다. 입사면(170)은 녹색 광속이 변조된 후 입사되는 평면이고, 입사면(160)은 청색 광속이 변조된 후 입사되 는 평면이고, 입사면(180)은 적색 광속이 변조된 후 입사되는 평면이다.

대응하는 액정 패널(12a, 12b, 12c)은 도 8에 도시된 바와 같이 제 1 고정 부재로서 액정 패널 고정 브래킷(29)과 제 2 부재로서 액정 패널 장착 브래킷(26)을 사용하여 각각의 입사면(180, 170, 160)에 고정된다.

도 8의 실시예는 적색용 액정 패널(12a)이 입사면(180)에 고정되는 대표적인 구조를 도시한다.

액정 패널(12a)은 예를 들면, 네개의 나사(26M)에 의해 액정 패널 장착 브래킷(26)에 고정된다. 액정 패널 장착 브래킷(26)은 예를 들면, 네개의 귀형 돌기(27)를 포함한다. 구멍(28)은 각각의 귀형 돌기(27)내에 구비된다. 액정 패널 장착 브래킷(26)은 직사각형 또는 사각형 금속판이며, 사각형 구멍부(26A)는 액정 패널 장착 브래킷(26)의 중심에 형성된다. 상기 구멍부(26A)는 액정 패널(12a)의 표시부의 크기와 거의 같은 크기이다.

액정 패널 고정 브래킷(29)은, 예를 들면 네개의 귀형 돌기(30)를 가지며, 구멍(31)은 각각의 귀형 돌기(30)내에 형성되어 있다. 상기 돌기(30)는 액정 패널 장착 브래킷(26)의 돌기(27)에 대응하는 위치에 위치된다. 액정 패널 고정 브래킷(29)의 돌기(30)액정 패널 장착 브래킷(26)의 돌기(27)에 결합된 상태에서, 이들은 예를 들면, 광경화형 접착제 또는 납땜으로 고정할 수 있다.

광경화형 접착제로서, 예를 들면 UV 접착제(자외선 경화 수지)가 사용될 수 있다.

액정 패널 고정 브래킷(29)은 중심부에 두개의 접착부(32a, 32b)를 포함한 다. 접착부(32a, 32b)는 각각 사각 구멍(32c)을 포함한다. 접착부(32a)는 합성 프리즘(14)의 한평면(130)의 측면에 위치되고, 접착부(32b)는 합성 프리즘(14)의 일단면(140)의 측면에 위치한다.

액정 패널 고정 브래킷(29)의 돌기(30)의 형상은 액정 패널 장착 브래킷(26)의 돌기(27)와 같은 형상을 가지며, 표면적은 작다. 이러한 구조는, 예를 들면 돌기(27, 30)가 납땜에 의해 상호 고정되는 경우에 이러한 효과가 얻어지기 쉽고 납땜부에서의 열방출이 방지될 수 있다. 더욱이, 구멍(31, 28)은 돌기(30, 27)내에 각각 형성되고, 돌기(30, 27)의 표면적은 납땜에 의해 돌기(30, 27)를 고정하는 시간에 열이 달아나지 않도록 더욱 감소된다.

다음은, 입사면(180)의 측면에서 도 8의 액정 패널(12a)을 위치시키고 고정하기 위한 작업예를 설명한다.

우선, 액정 패널 고정 브래킷(29)의 접착부(32a, 32b)는 일단면(130)과 합성 프리즘(14)의 일단면(140) 에 위치되고, UV 접착제는 접착부(32a, 32b)의 사각 구멍(32c)을 따라 주입되고, 이에 의해 액정 패널 고정 브래킷(29)은 입사면(180)과 밀접하게 접촉하도록 놓여져 배열된다.

다음은, 액정 패널 장착 브래킷(26)은, 예를 들면 납땜에 의해 액정 패널 고정 브래킷(29)에 고정된다. 즉, 액정 패널 고정 브래킷(29)의 돌기(30)는 납땜에 의해 액정 패널 고정 브래킷(26)의 돌기(27)에 고정된다. 이때, 각각의 돌기(27, 30)의 표면적은 작으며, 구멍(31, 28)은 표면적을 작게 설정하기 위하여 구비되며, 이 때문에 납땜할 때 열이 달아나는 것이 방지 될 수 있다. 이에 의해, 돌기(27, 30)는 실수 없이 짧은 시간에 납땜에 의해 고정할 수 있다.

돌기(27)는 액정 패널 고정 브래킷(29)의 측면쪽으로 돌출되도록 형성되고, 이와는 반대로 돌기(30)는 액정 패널 장착 브래킷(26)의 측면쪽으로 돌출되도록 형성된다. 이에 의해 돌기(27, 30)가 납땜에 의해 고정될 때, 갭이 액정 패널 고정 브래킷(29)과 액정 패널 장착 브래킷(26) 사이에 발생된다. 공기가 이러한 갭을 통하여 통과하기 때문에, 액정 패널(12a)의 냉각이 효과적으로 이루어 진다.

액정 패널(12a)은 나사(26M)에 의해 액정 패널 장착 브래킷(26)에 고정된다. 액정 패널 장착 브래킷(29)의 구멍부(29A)는 액정 패널 장착 브래킷(26)의 구멍부(26A)보다 크게 설정된다. 도 8은 액정 패널(12a)이 합성 프리즘(14)의 입사면에 대향되고 고정된다. 이것은 도 9에 도시된 액정 패널(12b, 12c)이 각각 도 8의 입사면(170, 160)에 고정하는 경우와 같은 방법으로 행할 수 있다.

납땜에 의해 돌기(27, 30)를 고정하기 전에 액정 패널(12a, 12b, 12c)의 위치 조정은 하기에 설명한 바와 같이 행해진다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 액정 패널(12a)이 X축방향, Y축방향, Z축방향, 입사면(180)에 관하여 θ축 방향과, X축 방향에 관한 경사 조정과, Y축 방향에 관하여 경사 조정을 받은 후에, 돌기(27, 30)가 위치되고 납땜에 의해 고정된다.

액정 패널(12a)은 입사면(180)에 관하여 정확한 위치 조정을 할 수 있으며, 마찬가지로, 액정 패널(12b)은 입사면(170)에 관하여 정확한 위치 조정을 할 수 있고, 또한 액정 패널(12c)은 입사면(160)에 관하여 정확한 위치 조정을 할 수 있으며, 서로 고정된다.

컬러 확대 보정 렌즈(33a, 33b, 33c)는 도 8의 적색, 녹색 및 청색 프리즘에 대응하는 프리즘의 입사면(180, 170, 160)에 미리 고정되고, 편광판(11-1a, 11-1b, 11-1c)은 컬러 확대 보정 렌즈(33a, 33b, 33c)에 고정되며, 또한 1/2파판(11a, 11b, 11c)은 그 위에 고정된다.

한편, 각각의 컬러 확대 보정 렌즈(33a, 33b, 33c)의 외주는 액정 패널 고정 브래킷(29)에 의해 매스킹되고, 이 때문에 프리즘의 입사면(180, 170, 160)상의 유효 평면 이외의 부분으로 부터 흩어져 나오는 광은 차단된다.

다음은, 도 9 내지 도 12를 참조하여 도 8에 도시된 방법으로 조립된 합성 프리즘(14)의 구조예에 대하여 설명하고, 세개의 액정 패널(12a, 12b, 12c)과 프로젝션 렌즈(15)는 프리즘 홀더(17)와 렌즈 홀더(22)를 사용하여 광학적으로 위치되고 고정된다.

도 9에 있어서, 합성 프리즘(14)은 프리즘 홀더(17)에 의해 고정되고, 프로젝션 렌즈(15)는 렌즈 홀더(22)내에 지지된다. 도 9에 도시된 합성 프리즘(14)은 도 8에 도시된 방법으로 위치되고 고정된 세개의 액정 패널(12a, 12b, 12c)을 포함한다. 프리즘 홀더(17)는 제 1 위치결정부(120)를 포함하고, 렌즈 홀더(22)는 제 2 위치결정부(140)를 포함한다.

프리즘 홀더(17)의 제 1 위치결정부(120)는 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같은 구조를 가지며, 우선, 프리즘 홀더(17)의 구조를 설명한다. 프리즘 홀더(17)는 기초부(200)와 장착부(210, 220)를 포함한다. 장착부(210, 220)는 기초부(200)로부터 수직으로 돌출되도록 각각 형성되고, 각각 구멍(22a, 22b)을 포함한다.

장착부(210, 220)는 접착에 의해 합성 프리즘(14)의 일단면과 타단면을 고정하기 위한 밀접한 접촉부이다. 그러므로, 구멍(22a, 22b)은 UV접착제를 주입하기 위한 구멍이다. 이에 의해 장착부(210)는 합성 프리즘(210)의 일단면(130)에 접착되고, 장착부(220)는 합성 프리즘(14)의 타단면(140)에 접착된다.

기초부(200)는 원형 구멍부(230)를 포함하고, 귀형 돌기(240, 250)를 포함한다. 돌기(240, 250)는 각각 구멍(241, 251)을 포함한다. 기초부(200)의 상부 단부 평면(255)은 홀더 고정 구멍(19a, 19b)과 위치결정 구멍(18a, 18b)을 포함한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 기초부(200)의 후방 측면은 공간부(270)이고, 구멍부(230)에 연결되어 있다.

한편, 렌즈 홀더(22)의 제 2 위치결정부(140)는 다음 구조를 갖는다. 도 9에 도시된 바와 같이, 렌즈 홀더(22)는 나사 구멍(25a, 25b, 25c, 25d)을 포함한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 이들 나사 구멍(25a 내지 15d)은 렌즈 홀더(22)가 고정 나사(290)에 의해 하우징(16)의 측면에 고정되도록 설계된다. 도 9의 렌즈 홀더(22)는 구멍부(300)를 포함한다. 구멍부(300)는 도 10의 프리즘 홀더(17)의 구멍부(230)와 일치하는 부분이다. 렌즈 홀더(22)는 나사구멍(24a, 24b)을 포함하고, 위치결정핀(23a, 23b)을 포함한다. 나사구멍(24a, 24b)은 프리즘 홀더(17)의 홀더 고정 구멍(19a, 19b)에 대응하는 위치에 위치된다. 위치결정핀(23a, 23b)은 프리즘 홀더(17)의 위치결정 구멍(18a, 18b)내에 삽입되고, 이 때문에 프리즘 홀더(17)와 렌즈 홀더(22) 사이의 위치결정이 행해진다.

더욱이, 렌즈 홀더(22)는 안내 요홈(340, 340)과 도 11에 도시된 바와 같이 프리즘 홀더(17)의 지지체(390, 390)를 포함하고, 안내 요홈(340, 340)내에 삽입되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 지지체(390, 390)의 돌기(240, 250)의 구멍(241, 251)은 각각 렌즈 홀더(22)의 구멍(24c, 24d)에 결합된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 나사(400)는 프리즘 홀더(17)의 홀더 고정 구멍(19a, 19b)과 렌즈 홀더922)의 나사 구멍(24a, 24b)내에 각각 삽입되고, 이 때문에 프리즘 홀더(17)와 렌즈 홀더(22)는 일체로 되어 고정된다. 이때, 렌즈 홀더(22)의 위치결정핀(23a, 23b)은 위치결정 구멍(18a, 18b)내에 삽입되고 프리즘 홀더(17)와 렌즈 홀더(22)는 확실하게 위치되고 고정된다.

또한, 위치결정은 렌즈 홀더(22)의 구멍(24c, 24d)과 프리즘 홀더(17)의 구멍(241, 251)사이에서 이루어지고, 나사(410)는 그 사이에서 구멍내에 삽입되고, 이 때문에 프리즘 홀더(17)와 렌즈 홀더(22)는 나사(410)에 의해 더욱 결합된다.

도 12는 프로젝션 렌즈(15)와 렌즈 홀더(17)가 상기와 같이 조립되는 상태를 도시한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 합성 프리즘(14)과 액정 패널(12a, 12b, 12c)이 프리즘 홀더(17)에 고정되는 경우에 소위 프리즘 블럭이 형성되고, 이 때문에 프로젝션 렌즈(15)의 조립이 용이해진다.

프리즘 블럭의 프리즘 홀더(17)의 위치결정 구멍(18a, 18b)은 프로젝션 렌즈 홀더(22)의 위치결정 구멍(23a, 23b)에 고정되고, 이 때문에 합성 프리즘(14)과 프로젝션 렌즈(15)의 위치결정이 이루어지고, 프로젝션 렌즈와 프리즘의 광축은 서로 일치하게 된다.

프리즘 블럭의 교환은 렌즈 홀더(22)의 프리즘 고정 나사 구멍(24a, 24b, 24c, 24d)에 고정된 나사를 풀므로서 쉽게 할 수 있다. 프리즘 블럭이 사용될 수만 있다면 어떤 프리즘 블럭도 장착할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 합성 프리즘(14)은 상부 및 하부 평면이 프리즘 홀더(17)사이에 지지된 바와 같은 방법으로 장착된다. 이 때, 바람직하게는, 합성 프리즘(14)은 프로젝션 렌즈(15) 측면과 상부 측면에 프리즘 홀더(17)의 한 평면에 대하여 가압되고, 두 평면은 기본적으로 위치되고, 또한 위치결정은 프리즘의 좌우측 중심이 프로젝션 렌즈(15)의 광축과 일치하도록 레이저 빔으로 조정 지그를 이용하여 행해지고, 위치결정이 완료될 때, 자외선 경화 수지(UV)는 접착제 고정 구멍(22a, 22b)내로 주입되고 광에 의해 접착제 접착이 이루어지도록 경화된다.

도 8에 도시된 액정 패널 고정 브래킷(부재)(29)은 프리즘을 조이는 지그를 사용하여 위치결정되도록 크로스 다이크로닉 프리즘(14)의 세 평면에 접착되고, 자외선 경화 수지는 UV 접착을 위하여 시각 구멍(32c)내로 주입하고 접착제 접착이 이루어지도록 광으로 경화시킨다.

상기한 바와 같이, 합성 프리즘(14)의 상부 및 하부 평면을 이용하여 합성 프리즘(14)을 고정하는 장점은 프리즘의 접착면이 적절히 거칠기 때문에 접착제 접착이 우수하게 이루어지는 것이다. 그 밖에, 경화는 경화시 한방향으로부터 광을 조사하여 행할 수 있다. 또한, 이러한 장점은 프리즘 평면에서 접착제가 떨어져 나갈 염려가 없다고 할 수 있다.

그 밖에, 세개의 액정 패널이 합성 프리즘에 고정, 즉 프리즘 블럭이 형성되 어 있기 때문에, 액정 패널의 결함이 발생했을 때 수리는 프리즘 블럭만 교체하면 쉽게 할 수 있다.

본 발명의 실시예는 부재(액정 패널 장착 브래킷, 액정 고정 브래킷)가 크로스 다이크로닉 프리즘의 상부 및 하부 평면에 접착되는 구조를 가지고 있고, 또한 액정 패널은 납땜 또는 접착제에 의해 부재에 고정되고, 프리즘 홀더는 크로스 다이크로닉 프리즘의 상부 및 하부 평면을 이용하여 접착된다. 그러므로, 다음과 같은 장점이 얻어진다.

액정 패널의 위치결정은 정확하게 행할 수 있고, 적색, 녹색, 청색의 편색이 거의 없이 고품질의 이미지를 얻을 수 있다.

통상적으로 사용되는 단순한 스테이지를 생략할 수 있기 때문에, 부품의 갯수와 단가를 감소시킬 수 있다.

액정 패널은 납땜 또는 자외선 경화 수지를 이용하여 합성 프리즘의 측면에 고정되고, 이 때문에 떨어트리거나 충격에 의한 조정(위치) 편차를 없앨 수 있다.

부재는 합성 프리즘의 상부 및 하부 평면에 접착되고, 액정 패널은 납땜이나 접착제로 고정되고, 이 때문에 프리즘 블럭을 작게 제조할 수 있다. 또한, 광학 유니트를 작게 제조할 수 있다.

간이 스테이지와 같은 부품은 프리즘의 외주로부터 제거되고, 공간은 액정 패널과 편광판 사이에 형성될 수 있고, 이 때문에 액정 패널과 편광판은 효과적으로 냉각된다.

부재들이 크로스 다이크로닉 프리즘에 접착되어 있을 때, 자외선이 경화되도록 한 방향으로 방사되기 때문에 작업 효율이 우수하다.

액정 패널에 결함이 발생했을 경우에, 프리즘 블럭의 교환을 쉽게 할 수 있다. 프리즘 블럭이 프로젝션 렌즈 홀더에 직접 고정되어 있기 때문에 조립을 정확하게 할 수 있다.

비록 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 삼판형 프로젝션 장치에 한정되는 것이 아니며 다른 프로젝션 장치에 또한 적용할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따라서, 비록 단순한 구조가 채용되어 있지만 광변조 소자를 위치결정하는데 있어서 실수없이 정밀하게 조립할 수 있고, 합성 프리즘과 프로젝션 렌즈를 제조할 수 있다.

Claims

프로젝션 장치에 있어서,

광원과;

광원으로부터 복수의 컬러 광빔으로 광빔을 컬러 분리하기 위한 광학 분리 수단과;

분리된 컬러 광빔을 변조하기 위한 복수의 투과형 광변조 소자와;

광변조 소자에 의해 변조된 각각의 컬러 광빔을 합성하여 광속을 발생시키기 위한 합성 광학 수단과;

합성된 광속을 투사하기 위한 광 프로젝션 수단을 구비하고, 여기에서 프로젝션 장치는:

합성 광학 수단으로서 합성 프리즘을 지지하기 위한 프리즘 홀더와, 프리즘 홀더는 제 1 위치결정부를 포함하고, 각각의 컬러 광빔은 광 프로젝션 수단의 측면으로 합성된 광속을 출사하기 위한 합성 프리즘의 입사 및 반사되는 합성 프리즘의 입사면을 제외하고 서로 대향된 합성 프리즘의 일단면과 타단면에 위치되고 고정되어 있고,

광 프로젝션 수단으로서 프리즘 홀더와 프로젝션 렌즈를 지지하기 위한 렌즈 홀더를 포함하고, 렌즈 홀더는 위치결정 및 고정을 위하여 프리즘 홀더의 제 1 위치결정부에 고정된 제 2 위치 결정부를 포함하며,

상기 프리즘 홀더는 합성 프리즘의 일단면과 타단면을 접착하기 위하여 돌출된 장착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 프리즘을 접착하기 위해 접착제를 주입하기 위한 구멍이 장착부내에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제 1 항에 있어서,

프리즘 홀더의 제 1 위치결정부는 위치결정 구멍을 포함하고, 렌즈 홀더의 제 2 위치결정부는 프리즘 홀더를 렌즈 홀더에 관하여 위치되도록 위치결정 구멍내에 삽입된 위치결정핀을 포함하고, 렌즈 홀더와 프리즘 홀더는 위치결정된 후에 나사로 고정되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제 3 항에 있어서,

프리즘 홀더는 렌즈 홀더로부터 나사로 탈착가능한 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제 3 항에 있어서,

렌즈 홀더는 프리즘 홀더가 렌즈 홀더에 장착된 상태에서 프로젝션 장치의 하우징에 장착된 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제 1 항에 있어서,

합성 프리즘의 컬러 광빔이 입사하고 세개의 입사면의 하나의 입사면에 대향되게 배열되고 합성 프리즘의 일단면과 타단면에 접착되고, 광변조 소자가 변조된 컬러 광빔을 통하여 통과하는 구멍부를 포함하고, 복수의 귀형 돌기를 포함한 제 1 고정 부재와;

광변조 소자가 합성 프리즘의 측면에 고정되도록 제 1 고정 부재에 고정되고 밀접하게 접촉하고, 광변조 소자에 의해 변조된 컬러 광빔이 통과하는 구멍부를 포함하고 복수의 귀형 돌기를 포함하는 제 2 고정 부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제 6 항에 있어서,

접착제는 광경화형 접착제인 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제 6 항에 있어서,

광변조 소자는 투과형 액정 소자인 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제 6 항에 있어서,

제 1 고정 부재의 복수의 귀형 돌기는 제 2 고정 부재의 것과 동일하고, 대응하는 귀형 돌기는 접착제 또는 납땜에 의해 고정되고, 냉각을 위한 공기는 제 1 고정 부재와 제 2 고정 부재 사이로 유동하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 구멍은 납땜시 열전달을 방지하기 위해 상기 제 1 고정 부재의 복수의 귀형돌기 내에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 구멍은 납땜시 열전달을 방지하기 위해 상기 제 2 고정 부재의 복수의 귀형돌기 내에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제 6 항에 있어서,

제 1 고정 부재는 합성 프리즘의 일단면과 타단면에 접착된 절첩부와 접착제 주입용 구멍부를 포함하고, 고정부는 절첩부에 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 제 2 고정 부재의 구멍부의 외주는 합성 프리즘의 입사면에 입사되는 광이 흩어지는 것을 차단하기 위해 액정 패널 고정 브래킷에 의해 매스킹되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝션 장치.