KR100716190B1 - 투영 표시 시스템 - Google Patents

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히데키 나카무라
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가시오게산키 가부시키가이샤
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Abstract

불균일한 조도와 감소된 콘트라스트가 없는 고화질 화상을 투영면상에 투영시킬 수 있는 반사표시장비를 이용하는 투영 표시 시스템을 제공하는 것과 관련하여, 반사표시장비(1), 반사표시장비(1)의 정면방향과 관련된 일방향에서 경사진 방향으로부터 반사표시장비를 향하여 조명빔을 투영시키는 광원 시스템 광학부재(2), 반사표시장비로부터 나오는 화상빔을 투영면상에 투영시키는 투영 시스템 광학부재(15) 및 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 면으로부터 들어오는 조명빔을 반사표시장비의 정면방향과 관련된 소정의 각도에서 경사진 방향을 따르는 평행빔으로 교정함에 의해서, 교정된 평행빔이 반사표시장비(1)에 들어가게 하고, 반사표시장비(1)로부터 나온 화상빔이 투영 시스템 광학부재(15)에 들어가게 하고, 그리고 광원 시스템 광학부재와 투영 시스템 광학부재를 향하는 면상에 반사된 면을 가지는 광원 시스템 광학부재(2)로부터의 조명빔부분을 상기 조명빔이 투영 시스템 광학부재(15)에 의해 투영된 방향 이외의 방향에서 나가도록 하는, 반사표시장비(1)의 정면상에 배치된 중계렌즈(14)를 포함하는 투영 표시 시스템을 제공한다.
반사표시장비, 광원 시스템 광학부재, 투영 시스템 광학부재, 중계렌즈, 도 광로드, 컬러휠, 커버글라스

Description

투영 표시 시스템{PROJECTION DISPLAY SYSTEM}
본 발명은 반사표시장비를 이용하는 투영 표시 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 DMD(디지털 미소거울 표시기)라고 언급되며, 매트릭스내에 복수의 픽셀이 배열되고, 이에 의해 장비의 정면으로부터 들어온 반사광이 그렇게 배열된 복수의 픽셀에 의해 제어됨으로써, 화상빔을 전방으로 투영시키는 미소거울표시장비 또는 반사액정표시장비와 같은 반사표시장비를 이용하는 투영 표시 시스템이 존재한다. 투영 표시 시스템은 반사표시장비, 반사표시장비의 정면방향과 관련된 일방향에서 경사진 방향으로부터 반사표시장비를 향하여 조명빔을 투영시키는 광원 시스템 광학부재 및 반사표시장비로부터 투영된 조명빔을 스크린과 같은 투영면상으로 투영시키는 투영 시스템 광학부재를 포함한다.
이러한 투영 표시 시스템에서, 광원부를 포함하는 광원 시스템 광학부재로부터의 조명빔은 반사표시장비의 정면방향과 관련된 일방향에서 경사진 방향으로부터 반사표시장비로 들어오게 된다. 이러한 이유로, 반사표시장비에 의해 표시되는 표시된 화상의 조도는 매트릭스내 복수의 픽셀이 배열되는 표시영역의 전 부분에 걸쳐 균일할 필요가 있고, 광원 시스템 광학부재로부터의 조명빔은 반사표시장비상에 입사하기 전에 평행빔으로 교정될 필요가 있다.
이를 달성하기 위하여, 이러한 내용의 특허 출원을 위해 출원인은 심사되지 않은 일본 특허 공개 번호 제 2003-149599호로서, 상기 언급된 투영 표시 시스템을 이미 제안하고 공개하였는데, 여기에서 중계렌즈는 반사표시장비의 정면측에 배치되며, 광원 시스템 광학부재와 투영 시스템 광학부재를 향하는 렌즈의 정면으로부터 들어간 조명빔을 반사표시장비의 정면방향과 관련된 소정의 각도에서 경사진 방향을 따르는 평행빔으로 교정하여서, 반사표시장비상에 입사되게 하고, 반사표시장비로부터 투영된 화상빔은 투영 시스템 광학부재에 입사되게 한다. 이러한 투영 표시 시스템은 불균일한 조도없는 평행빔이 반사표시장비에 방사되어서, 반사표시장비로부터의 반사 빔에 의한 화상을 형성함으로써, 반사표시장비로부터의 화상빔이 투영 시스템 광학부재에 의해 투영면상에 투영되게 하는 것이다.
중계렌즈가 반사표시장비의 정면측에 배치되는 투영 표시 시스템에서, 광원 시스템 광학부재로부터의 조명빔부분은 광원 시스템 광학부재를 향하는 중계렌즈의 볼록면상에서 반사된 면이고, 투영 시스템 광학부재상에 입사되는 조명빔이 반사된 면 부분은 반사표시장비로부터 나간 화상빔과 함께 투영면상에 투영된다. 이것은 투영면상에 상기와 같이 투영된 화상은 불균일한 조도와 감소된 콘트라스트를 야기한다는 문제점을 발생시킨다.
본 발명은 그러한 상황을 고려하여 이루어졌으며, 본 발명의 일 관점은 불균일한 조도와 감소된 콘트라스트가 없는 고화질의 화상을 투영시킬 수 있는 반사표시장비를 이용하는 투영 표시 시스템을 제공하는 것이다.
상기 관점을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 관점에 따르면, 매트릭스내에 배열되고, 그렇게 배열된 복수의 픽셀에 의해 반사표시장비의 정면으로부터 들어오는 반사된 광을 제어함에 의하여 화상빔을 전방으로 투영시키도록 수정되는 반사표시장비, 반사표시장비의 정면방향과 관련된 일방향에서 경사진 방향으로부터 반사표시장비를 향하여 조명빔을 투영시키는 광원 시스템 광학부재, 반사표시장비로부터 나온 화상빔을 투영면상에 투영시키는 투영 시스템 광학부재 및 광원 시스템 광학부재와 투영 시스템 광학부재를 향하는 면으로부터 들어온 조명빔을 반사표시장비의 정면방향과 관련된 소정의 각도에서 경사진 방향을 따르는 평행빔으로 교정함에 의해서, 그렇게 교정된 평행빔이 반사표시장비에 들어가게 하고, 반사표시장비로부터 나온 화상빔이 투영 시스템 광학부재에 들어가게 하고, 그리고 광원 시스템 광학부재와 투영 시스템 광학부재를 향하는 면상에 반사된 면을 가지는 광원 시스템 광학부재로부터의 조명빔부분은 상기 조명빔이 투영 시스템 광학부재에 의해 투영되는 방향 이외의 방향에서 나가도록 하는, 반사표시장비의 정면상에 배치된 중계렌즈를 포함하는 투영 표시 시스템이 제공된다.
이러한 투영 표시 시스템에서, 투영 시스템 광학부재는 복수의 렌즈들로 구성되고, 중계렌즈는 광원 시스템 광학부재와 투영 시스템 광학부재를 향하는 면상에 반사된 면을 가지는 빔을 상기 빔이 투영 시스템 광학부재의 출구 말단과 가장 인접하게 배치되는 투영 시스템 광학부재의 복수의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈 유효영역에 들어가지 않는 방향에서 나가도록 하는 성질을 가져야만 한다.
이러한 중계렌즈는 바람직하게는 광원 시스템 광학부재와 투영 시스템 광학부재를 향하는 면상에 반사된 면을 가지며, 투영 시스템 광학부재를 향하여 직진되는 빔부분을 상기 빔부분이 투영 시스템 광학부재의 출구 말단에 가장 인접하게 배치된 투영 시스템 광학부재의 출구측 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈 유효영역에 들어가지 않는 방향에서, 빔부분이 투영 시스템 광학부재의 입구측 렌즈들에 의해 굴절되는 각도로 반사시킨다.
게다가, 투영 시스템 광학부재를 구성하는 복수의 렌즈들은 바람직하게는 렌즈통의 내부에서 적어도 광흡수성을 가지는 내부 주변면에 배치된다.
또한, 중계렌즈는 일측상에 형성된 볼록면과 그 타측상에 형성된 오목면을 가지며, 바람직하게는 볼록면이 반사표시장비를 향햐게 되는 반면에, 오목면은 광원 시스템 광학부재와 투영 시스템 광학부재를 향하게 되는 방법으로 배치된 매니스커스렌즈를 포함한다.
바람직하게는 중계렌즈의 광축은 투영 시스템 광학부재의 축으로 정렬되고 반사표시장비의 주변 테두리부의 중심근처에서 수직하게 위치된다는 것을 알 수 있다.
그후, 매니스커스렌즈의 볼록면과 오목면은 바람직하게는 반사표시장비로부터 나온 화상빔이 실질적으로 평행빔 또는 약간 수렴된 빔으로서 투영 시스템 광학부재로 들어갈 수 있게 하는 곡률을 가진다.
본 발명에 따르는 투영 표시 시스템은 반사표시장비의 정면측에 배치되는 중계렌즈를 가지기 때문에, 광원 시스템 광학부재로부터의 조명빔은 중계렌즈에 의하여 반사표시장비의 정면방향과 관련된 소정의 각도에서 경사진 방향을 따르는 평행빔 또는 평행빔에 가까운 산란된 빔으로 교정되어서, 평행빔이 반사표시장비로 들어갈 수 있고, 따라서 반사표시장비는 불균일한 조도없는 화상을 표시하게 되고, 반사표시장비로부터의 조명빔이 투영면상에 투영될 수 있다.
또한, 투영 표시 시스템에서, 중계렌즈는 광원 시스템 광학부재와 투영 시스템 광학부재를 향하는 중계렌즈의 면상에 반사된 면인 광원 시스템 광학부재로부터의 조명빔 부분을 화상빔이 투영 시스템 광학부재에 의해 투영되는 방향 이외의 방향에서 나가도록 할 수 있다. 이러한 이유로, 빔이 반사된 면이 투영 시스템 광학부재에 의해 투영면상에 투영되는 경우는 발생되지 않으며, 결과적으로, 불균일한 조도와 감소된 콘트라스트가 없는 고화질의 투영된 화상이 투영면상에 표시될 수 있다.
본 발명의 투영 표시 시스템에서, 중계렌즈는 광원 시스템 광학부재와 투영 시스템 광학부재를 향하는 면에 반사된 면을 가지는 빔을 상기 빔이 투영 시스템 광학부재의 출구 말단에 가장 인접하게 배치되는 투영 시스템 광학부재의 복수의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈 유효영역에 들어가지 않는 방향에서 나가도록 하는 성질을 가져야 하고, 상기 방법으로 중계렌즈를 구성함에 의하여, 중계렌즈에 의해 빔이 반사된 면이 투영 시스템 광학부재에 의해 투영면상에 투영되는 것을 확실한 방법으로 방지할 수 있다.
이러한 중계렌즈는 바람직하게는 광원 시스템 광학부재와 투영 시스템 광학부재를 향하는 면상에 반사된 면을 가지며, 투영 시스템 광학부재를 향하여 직진되는 빔부분을 상기 빔부분이 투영 시스템 광학부재의 출구 말단에 가장 인접하게 배치된 투영 시스템 광학부재의 출구측 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈 유효영역에 들어가지 않는 방향에서, 빔부분이 투영 시스템 광학부재의 입구측 렌즈에 의해 굴절되는 각도로 반사시키며, 상기 방법으로 중계렌즈를 구성함으로써, 중계렌즈에 의해 빔이 반사된 면이 투영 시스템 광학부재에 의해 투영면상에 투영되는 것을 확실한 방법으로 방지할 수 있다.
또한, 투영 시스템 광학부재를 구성하는 복수의 렌즈들은 바람직하게는 렌즈통의 내부에서 적어도 광흡수성을 가지는 내부 주변면에 배치되고, 상기 구성에 따라서, 광원 시스템 광학부재와 투영 시스템 광학부재를 향하는 중계렌즈의 면상에 반사된 면이고, 이에 의해 투영 시스템 광학부재에 들어가게 되며, 투영 시스템 광학부재의 출구 말단에 가장 인접하게 배치되는 투영 시스템 광학부재의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈 유효영역에 들어가지 않는 방향에서 투영 시스템 광학부재를 통하여 이동하는 대부분의 빔이 렌즈통의 내부 주변면에 의해 흡수될 수 있고, 이로써, 중계렌즈에 의해 빔이 반사된 면이 투영 시스템 광학부재에 의해 투영면상에 투영되는 것을 확실한 방법으로 방지할 수 있다.
또한, 중계렌즈는 일측상에 형성된 볼록면과 그 타측상에 형성된 오목면을 가지며, 바람직하게는 볼록면이 반사표시장비를 향하도록 되는 반면에, 오목면은 광원 시스템 광학부재와 투영 시스템 광학부재를 향하도록 되는 방법으로 배치되는 매니스커스렌즈를 포함한다. 이러한 구성에 따르면, 광원 시스템 광학부재로부터의 조명빔은 반사표시장비의 정면방향과 관련된 소정의 각도에서 경사진 방향을 따르는 실질적인 평행빔으로 교정되어서, 반사표시장비로 들어가게 될 수 있고, 반사표시장비로부터 나온 조명빔은 투영 시스템 광학부재로 들어가게 될 수 있고, 그리고 광원 시스템 광학부재와 투영 시스템 광학부재를 향하는 오목면상에 반사된 면을 가지는 광원 시스템 광학부재로부터의 조명빔부분은 조명빔이 투영 시스템 광학부재에 의해 투영되는 방향 이외의 방향에서 나오게 될 수 있다.
이러한 경우에, 매니스커스렌즈의 볼록면과 오목면은 바람직하게는 반사표시장비로 들어가는 빔을 평행빔에 가까운 빔으로 만들고, 반사표시장비에 존재하는 빔을 실질적으로 평행빔에 가까운 수렴된 빔으로서 투영 시스템 광학부재에 들어가게 하는 곡률을 가지며, 상기 구성에 따라서, 화상빔은 투영 시스템 광학부재에서 어떠한 광 손실없이 투영면상에 투영될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 투영 표시 시스템의 평면도이고, 도 2A 및 2B는 반사 표시 시스템의 정면측에 배치된 중계렌즈의 확대 교차단면도 및 정면도이고, 도 3A, 3B, 3C는 반사표시장비에 의해 빔이 반사된 방향 및 중계렌즈에 의해 빔이 반사된 면을 나타내는 예시도이고, 도 4는 도 3A의 상세도이고, 도 5는 도 3B의 상세도이며, 도 6은 도 3C의 상세도이다.
도 1 내지 6은 본 발명의 실시예를 나타내며, 도 1은 투영 표시 시스템의 평면도이다.
이러한 투영 표시 시스템은 복수의 픽셀(도시되지 않음)을 가지며, 매트릭스내 배열되고, 그렇게 배열된 복수의 픽셀에 의해 반사표시장비의 정면으로부터 들 어오는 반사된 광을 제어함에 의하여, 화상빔을 전방으로 투영시키도록 수정되는 반사표시장비(1), 반사표시장비(1)의 정면방향과 관련된 일방향(반사표시장비(1)의 정면중 수직에 가까운 방향)에서 경사진 방향으로부터 반사표시장비(1)를 향하여 조명빔을 투영시키는 광원 시스템 광학부재(2), 반사표시장비(1)로부터 나온 화상빔을 도시되지 않은 스크린과 같은 투영면상에 투영시키는 투영 시스템 광학부재(15), 및 반사표시장비(1)의 정면측에 배치되는 중계렌즈(4)를 포함한다.
본 실시예의 투영 표시 시스템에서, 미소거울표시장비가 반사표시장비(1)로 사용된다. 이후, 반사표시장비(1)는 미소거울표시장비로 언급된다.
그 구성이 예시되지 않았지만, 미소거울표시장비(1)는 각각의 픽셀이 10㎛ 내지 20㎛ 의 길이와 넓이를 가진 극히 얇은 금속조각(예를들어, 알루미늄 조각)에 의해 구성되고, 상기 미소반사부들은 화상의 표시에 기초하여 CMOS로 형성되는 거울 구동 장비에 의해 일 경사 방향 및 다른 경사 방향으로 기울어진다.
즉, 미소거울표시장비(1)는 정면방향과 관련된 미소반사부들의 일 경사 방향으로 기울어진 입사방향으로부터 소정의 각도 범위에 있는 입사각에서 들어오는 광의 빔을 화상 표시를 위해 복수의 미소반사부들의 경사진 방향들을 변화시킴으로써 정면방향과 경사진 방향에서 반사되게 하는 것이다. 즉, 일 경사 방향으로 기울어진 미소반사부로 들어간 빔은 상기 미소반사부에 의해 정면방향으로 반사되고, 다른 경사 방향으로 기울어진 미소반사부로 들어간 또 다른 빔은 미소반사부에 의해 그 경사 방향으로 반사되며, 이에 의해, 화상은 정면 방향에서 반사된 빔에 의한 명표시와 경사진 방향에서 반사된 빔에 의한 암표시로 표시된다.
미소반사부가 일 경사 방향(입사광이 정면방향에서 반사되는 경사 방향)으로 기울어지는 동안의 시간을 제어함에 의해서 명표시의 밝기는 임의적으로 변화될 수 있음을 알 수 있다. 결과적으로, 밝기에서 등급을 가지는 화상이 미소거울표시장비(1)에 표시될 수 있다.
한편, 도 1에 도시되었듯이, 광원 시스템 광학부재(2)는 조명빔을 방출하는 광원부(3), 광원부(3)의 출구측에 배치되는 도광로드(6), 도광로드(6)의 출구 말단에 배치되는 컬러휠(7), 및 도광로드(6)로부터 나와서 컬러휠(7)을 통하여 미소거울표시장비(1)의 정면을 향해서 이동되는 조명빔을 투영시키도록 구성된 광원 시스템 렌즈유닛(9)과 거울부(12)를 포함한다. 그후, 상기 광원 시스템 광학부재(2)에서 조명빔이 정면방향과 관련된 일방향에서 경사진 방향으로 미소거울표시장비(1)에 투영되기 위하여, 미소거울표시장비(1)의 전방 대각선으로 거울부(12)가 배치된다.
광원부(3)는 고-조도의 백색광을 방출하는 초고전압 수은 램프와 같은 광원램프(4) 및 광원램프로부터의 출발 또는 출구 광을 전방에서 모으거나 방사하는 반사부(5)를 포함한다.
또한, 도광로드(6)는 표시영역의 유사한 교차단면 형태를 가지는 투명각 로드로 구성되는데, 여기서 미소거울표시장비(1)의 복수의 픽셀들은 매트릭스 또는 각진 튜브에 형성되고, 그 내부면 전체에 걸쳐 반사막이 제공되며, 그리고 투명각 로드의 한쪽 끝은 입구 말단이 되도록 구성되는 반면에, 투명각 로드의 다른쪽 끝은 출구 말단이 되도록 구성된다. 그후, 상기 도광로드(6)는 그 입구 말단이 광원 부를 향하도록 구성되고 도광로드(6)의 중심축이 광원부(3)의 출구 광축(O1)으로 정렬되도록 구성되어 광원부(3)의 출구측에 배치된다.
도광로드(6)는 광원부(3)로부터 출구 광을 균일한 강도의 분배를 가지는 빔으로 만들기 위해 제공되고, 광원부(3)로부터 모여서 반사부(5)에 의해 반사된 이후 나온 광이 입구 말단면으로부터 들어가게 될 때, 도광로드(6)는 도광로드(6)의 각각의 면과 외부 공기인 공기층 사이의 공간상에 광을 완전히 반사시키는 동안 광을 길이방향으로 안내하고, 그리고 그렇게 안내된 광은 이후 균일한 강도의 분배를 가지는 빔으로서 출구 말단면으로부터 나올 수 있게 된다.
또한, 광원부(3)로부터 나올 수 있으며, 도광로드(6)에 의해 균일한 강도의 분배를 가지는 빔으로 만들어진 조명빔(백색 빔)을 복수의 컬러, 예를들어 연속적으로 적색, 녹색 및 청색과 같이 삼색으로 채색하기 위해 컬러휠(7)이 제공된다.
상기 컬러휠(7)은 적색, 녹색 및 청색과 같은 삼색의 부분컬러필터가 원주방향으로 배열되는 디스크 유사 회전판으로 구성된다. 컬러휠(7)은 컬러휠(7)의 중심이 도광로드(6) 옆에 배치된 휠 회전 모터(8)의 회전축에 고정되고, 컬러휠(7)이 회전할 때, 적색, 녹색 및 청색과 같이 삼색의 컬러 필터가 순차적으로 도광로드(6) 출구 말단의 정면에서 통과하는 방법으로 배치된다.
또한, 광원 시스템 렌즈유닛(9)은 고정된 촛점 렌즈유닛이며, 렌즈 수차를 감소시키기 위해서 복수의 렌즈들(11)이 렌즈통(10)의 내부에서 조합되어 배치된다. 상기 광원 시스템 렌즈유닛(9)은 모든 렌즈들의 광축이 광원부(3)의 출구 광축 (O1)으로 정렬되도록 컬러휠(7)의 출구측상에 배치된다.
그후, 광원부(3), 도광로드(6), 컬러휠(7) 및 광원 시스템 렌즈유닛(9)은 광원 시스템 렌즈유닛(9)의 출구 말단이 미소거울표시장비(1)의 전방영역을 향하도록 하고 광원부(3)의 출구 광축(O1)이 미소거울표시장비(1)의 정면방향과 관련하여 수직으로 되도록 미소거울표시장비(1)의 옆으로 배치된다.
또한, 거울부(12)는 평면거울로 구성되고, 전방영역이 그 사이에 있도록 광원 시스템 렌즈유닛(9)의 출구 말단을 향하게 하고, 광원부(3)의 출구 광축(O1)과 관련된 소정의 각도에서 완만하게 경사지도록 하는 방법으로 미소거울표시장비(1)의 전방영역측에 제공된다. 즉, 거울부(12)는 광원 시스템 렌즈유닛(9)으로부터 나오는 빔을 미소거울표시장비(1)를 향하여 반사하기 위해, 미소거울표시장비(1)의 정면방향과 관련된 일방향에서 경사진 방향으로 미소거울표시장비(1)를 향하여 반사된 빔을 투영시키기 위해 배치된다.
반면에, 미소거울표시장비(1)를 보호하는 커버글라스(13)가 그 앞에 배치되고, 중계렌즈(14)는 그렇게 배치된 커버글라스(13) 앞에 배치된다.
중계렌즈(14)는 광원 시스템 광학부재(2)의 광원부(3)로부터 나오고, 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 면으로부터 그 위에 입사하는 빔을 미소거울표시장비(1)의 정면과 관련된 소정의 각도에서 경사진 방향을 따르는 실질적인 평행빔으로 교정하기 위한 것이며, 이에 의해 교정된 빔이 미소거울표시장비(1)로 들어가게 한다. 또한, 중계렌즈(14)는 미소거울표시장비(1)로부터 나온 화상빔을 모아서, 그 빔이 투영 시스템 광학부재(15)에 들어가도록 할 뿐만 아니라, 광원 시스템 광학부재(2)를 향하는 중계렌즈(14)의 면상에 반사된 면을 가지는 광원 시스템 광학부재(2)로부터의 조명빔부분을 화상빔이 투영 시스템 광학부재(15)에 의해 투영되는 방향 이외의 방향으로 나가도록 하는 성질도 가지고 있다.
중계렌즈(14)는 일측이 볼록면으로 형성되고 그 타측이 오목면으로 형성되며, 그 볼록면은 미소거울표시장비(1)를 향하도록 하고 그 오목면은 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하도록 배치된 매니스커스렌즈, 및 테두리부가 광원 시스템 광학부재(2)로부터의 조명빔이 들어가는 입구측과 반대측에 놓이는 미소거울표시장비(1) 표시영역의 주변 테두리부 중에서 테두리부의 중심근처를 향하도록 되는 렌즈중심(14a)으로 구성된다. 이후, 중계렌즈(14)는 매니스커스렌즈로 언급된다.
도 2A 및 2B는 각각 매니스커스렌즈(14)의 확대 교차단면도 및 정면도이다. 매니스커스렌즈(14)의 오목면은 오목면상에 반사된 면을 가지는 광원 시스템 광학부재(2)로부터의 조명빔부분을 화상빔이 투영 시스템 광학부재(15)에 의해 투영되는 방향 이외의 방향에서 나갈 수 있도록 하는 곡률을 가진 면으로 형성된다. 또한, 미소거울표시장비(1)를 향하는 매니스커스렌즈(14)의 볼록면은 굴절된 빔이 실질적인 평행빔으로서 미소거울표시장비(1)에 들어가도록 하기 위해서, 오목면과 볼록면에 의해 미소거울표시장비(1)의 정면방향과 관련한 소정의 각도에서 경사진 방향으로 광원 시스템 광학부재(2)로부터 투영된 조명빔을 오목면의 곡률에 기초하여 굴절시키는 곡률을 가진 면으로 형성되고, 그리고 굴절된 빔을 투영 시스템 광학부 재(15)에 들어가도록 하기 위해서, 볼록면과 오목면에 의해 그 정면 방향에서 미소거울표시장비(1)로부터 나온 화상빔을 굴절시키는 곡률을 가진 면으로 형성된다.
매니스커스렌즈(14)의 유효영역은 미소거울표시장비(1)의 표시영역에 상응하는 부분이거나 또는 도 2B에서 실선으로 표시된 부분이고, 도 2A에서 경사진 선으로 표시된 부분은 비-유효영역이기 때문에, 본 실시예에서 도 2B에 도시되었듯이, 매니스커스렌즈(14)는 비-유효영역을 잘라내고 사용되었음을 알 수 있다.
또한, 투영 시스템 광학부재(15)는 가변-촛점 렌즈유닛으로 구성되며, 복수의 렌즈들(21, 22, 23)이 렌즈수차를 줄이는 방법으로 렌즈통내에서 조합되어 배열되며, 그리고 가변-촛점 렌즈유닛은 모든 렌즈들의 광축(O2)이 미소거울표시장비(1) 정면의 수직과 관련하여 실질적으로 수직이 되는 방법으로 배치되어서, 이에 의해 미소거울표시장비(1)로부터 나와서 매니스커스렌즈(14)를 통하여 이동하는 화상빔이 입구 말단으로부터 들어가게 한다.
투영 표시 시스템은 광원 시스템 광학부재(2)로부터의 적색, 녹색 및 청색 광 빔은 광원 시스템 광학부재(2)의 컬러휠(7)을 고속으로 회전시킴에 의해 미소거울표시장비(1)상에 순차적으로 투영되고, 그리고 적색, 녹색 및 청색 화상데이터는 적색, 녹색 및 청색 빔의 투영 사이클과 동시에 미소거울표시장비(1)에 순차적으로 보내져서 미소거울표시장비(1)의 구동을 제어하게 되며, 이에 의해 적색, 녹색 및 청색 화상은 미소거울표시장비(1)상에 순차적으로 표시될 수 있게 되고, 그 결과 미소거울표시장비(1)로부터 순차적으로 나온 적색, 녹색 및 청색 단색 빔은 투영 시스템 광학부재(15)에 의해 확대된 화상으로서 투영면상에 투영되고, 이에 의해 완전한 컬러 화상은 3개의 적색, 녹색 및 청색의 단색 화상이 서로 중첩하여 보이도록 그 위에 표시된다.
그후, 투영 표시 시스템에서, 매니스커스렌즈로 구성된 중계렌즈(14)가 미소거울표시장비(1) 앞에 배치되기 때문에, 광원 시스템 광학부재(2)로부터의 조명빔은 미소거울표시장비(1)의 정면방향과 관련된 소정의 각도에서 경사진 방향을 따르는 실질적인 평행빔으로 교정될 수 있어서, 그렇게 교정된 실질적인 평행빔이 미소거울표시장비로 들어갈 수 있게 되며, 그 결과 미소거울표시장비(1)상에 불균일한 조도가 없는 화상이 표시될 수 있고, 이에 의해 투영 시스템 광학부재(15)에 의해 투영면상에 화상빔을 투영시키는 것이 가능하다.
게다가, 상기 투영 표시 시스템에서, 중계렌즈(14)는 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 중계렌즈(14)의 면상에 반사된 면을 가지는 광원 시스템 광학부재(2)로부터의 조명빔부분을 화상빔이 투영 시스템 광학부재(15)에 의해 투영되는 방향 이외의 방향으로 나가도록 하기 때문에, 빔이 반사된 면이 투영 시스템 광학부재(15)에 의해 투영면상에 투영되는 어떠한 위험도 야기되지 않는다. 결과적으로, 불균일한 조도와 감소된 콘트라스트가 없는 고화질의 투영 화상이 투영면상에 투영될 수 있다.
본 실시예에서, 그 일측에 형성된 볼록면과 그 타측에 형성된 오목면을 가지는 매니스커스렌즈(14)가 중계렌즈(14)로 사용되고, 볼록면이 미소거울표시장비(1)를 향하고 오목면이 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하 도록 배치되기 때문에, 광원 시스템 광학부재(2)로부터의 조명빔은 미소거울표시장비(1)의 정면방향과 관련된 소정의 각도에서 경사진 방향을 따르는 실질적인 평행빔으로 교정되어서, 그렇게 교정된 실질적인 평행빔이 미소거울표시장비(1)로 들어갈 수 있게 된다. 그후, 중계렌즈(14)는 미소거울표시장비(1)로부터 나온 화상빔을 투영 시스템 광학부재(15)로 들어가게 할 수 있고, 또한 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 오목면상에 반사된 면을 가지는 광원 시스템 광학부재(2)로부터의 조명빔부분을 화상빔이 투영 시스템 광학부재(15)에 의해 투영되는 방향 이외의 방향에서 나가도록 할 수 있다.
이후, 본 실시예는 본 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
도 3A 내지 3C는 미소거울표시장비(1)에 의해 반사된 빔의 출발 또는 출구 방향 및 매니스커스렌즈(14)에 의해 빔이 반사된 면을 나타내는 예시도이고, 도 4 내지 6은 각각 도 3A 내지 3C의 상세도이다. 도 3A 및 4는 미소거울표시장비(1)의 일방향에서 경사진 미소반사부들에 의해 반사된 빔의 출구 방향을 그 정면방향에서 나타내고, 도 3B 및 5는 미소거울표시장비(1)의 다른 경사진 방향에서 경사진 미소반사부들에 의해 반사된 빔의 출구 방향을 그 경사진 방향에서 나타내고, 그리고 도 3C 및 6은 매니스커스렌즈(14)에 의해 빔이 반사된 면의 출구 방향을 나타낸다.
먼저, 투영 시스템 광학부재(15)를 설명하기 위하여, 상기 투영 시스템 광학부재(15)는 줌기능을 갖는 것이고, 그 렌즈통(16)은 그 입구 말단에서 매니스커스렌즈(14)를 향하도록 구성되었으며, 그 출구 말단이 투영 방향을 향하는 방법으로 배치된 고정식 렌즈통(17), 고정식 렌즈통(17)내에 통의 길이방향으로 이동가능하 게 제공되는 입사 또는 입구측 이동식 렌즈통(18), 고정식 렌즈통(17)내에 통의 길이방향으로 이동가능하게 제공되는 제 1 출구측 렌즈통(19), 및 제 1 출구측 이동식 렌즈통(19)의 출구측상에 통의 길이방향으로 이동가능하게 제공되는 제 2 출구측 렌즈통(20)을 포함한다.
고정식 렌즈통(17) 및 이동식 렌즈통들(18, 19, 20)은 블랙레진으로 성형된 제품으로 구성되므로, 결과적으로 상기 각각의 렌즈통들(17, 18, 19, 20)은 광흡수성을 가진다.
이후, 복수의 출구측 렌즈들(21)은 입사측 이동식 렌즈통(18)에 제공되고, 하나의 제 1 출구측 렌즈(22)는 제 1 출구측 이동식 렌즈통(19)내에서 통의 길이방향을 따라 중간부에서 제공되고, 복수의 제 1 출구측 렌즈들(23)은 제 2 출구측 렌즈통(20)내에서 제공된다.
상기 투영 시스템 광학부재(15)는 입사측 이동식 렌즈통(18)과 제 1 출구축 이동식 렌즈통(19)을 서로 가깝게 하거나 또는 서로 멀리 떨어뜨리는 방법으로 이동시킴으로써 줌기능을 실행하고, 제 2 출구측 이동식 렌즈통(20)을 이동시킴으로써 촛점작동을 수행하게 하는 것이다. 즉, 입사측 이동식 렌즈통(18), 제 1 출구측 이동식 렌즈통(19) 및 제 2 출구측 이동식 렌즈통(20)은 도시되지 않은 이동 메커니즘에 의하여 각각 통의 길이방향으로 이동된다.
또한, 미소거울표시장비(1) 앞에 배치된 매니스커스렌즈(14)는 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 그 오목면상에 반사된 면을 가지는 광원 시스템 광학부재(2)로부터의 조명빔의 부분을 빔부분이 투영 시스템 광 학부재(15)를 구성하는 복수의 렌즈들(21, 22, 23)중 출구측 렌즈들(22, 23)로 들어가지 않는 방향에서 나올 수 있게 하는 곡률을 가진다.
즉, 매니스커스렌즈(14)는 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 그 오목면상에 반사된 면을 가지며, 투영 시스템 광학부재(15)로 직진하는 빔부분을 상기 빔부분이 투영 시스템 광학부재(15)의 출구측 렌즈들(22, 23)로 들어가지 않는 방향에서 빔이 반사된 면 부분이 입사측 렌즈(21)에 의해 굴절되는 각도로 들어가게 하는 성질을 가진다.
게다가, 미소거울표시장비(1)를 향하는 매니스커스렌즈(14)의 볼록면 및 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 그 오목면은 각각 미소거울표시장비(1)로부터 나온 화상빔이 실질적인 평행빔 또는 약간 수렴된 빔으로서 투영 시스템 광학부재(15)에 들어갈 수 있도록 하는 곡률을 가진다.
즉, 매니스커스렌즈(14)에 의해 실질적인 평행 또는 약간 산란된 빔으로 교정되어 미소거울표시장비(1)로 들어가게 되는 빔중에서, 미소거울표시장비(1)로부터 나온 화상빔은 일 경사 방향으로 경사진 미소반사부들에 의해 정면방향에서 반사된 평행빔이거나 또는 약간 산란된 빔이며, 그리고 매니스커스렌즈(14)의 볼록면과 오목면은 미소거울표시장비(1)로부터 나온 화상빔이 실질적인 평행빔 또는 약간 산란된 빔으로서 투영 시스템 광학부재(15)에 들어갈 수 있도록 하는 곡률을 가진다.
투영 표시 시스템에서, 매니스커스렌즈(14)는 미소거울표시장비(1) 앞에 배치되고 광원 시스템 광학부재(2)의 거울부(12)는 미소거울표시장비(1)의 전방으로 완만하게 배치되기 때문에, 광원 시스템 광학부재(2)로부터 투영된 조명빔은 미소거울표시장비(1)의 정면방향과 관련된 소정의 각도에서 경사진 방향을 따르는 실질적인 평행빔으로 교정되어서, 그렇게 교정된 실질적인 평행빔이 커버글라스(13)를 통해 이동하여 미소거울표시장비(1)에 들어가게 된다.
그후, 일 경사 방향으로 경사진 미소반사부들에 의해 정면방향으로 반사되는 미소거울표시장비(1)의 복수의 미소반사부들에 의해 반사된 빔부분인 화상빔은 다시 커버글라스(13)를 통하여 이동하고, 도 3A 및 4에 도시되었듯이 매니스커스렌즈(14)를 통하여 투영 시스템 광학부재(15)로 들어감으로써, 투영면상에 투영되며, 반면에 다른 경사 방향으로 경사진 미소반사부들에 의해 완만한 방향으로 반사된 빔은 다시 커버글라스(13)로 이동하고, 도 3B 및 5에 도시되었듯이 매니스커스렌즈(14)를 통하여 투영 시스템 광학부재(15)로부터 완만하게 일탈하는 방향으로 나옴으로써, 도시되지 않은 광흡수체에 의해 흡수된다.
상기 실시예에서, 이전에 설명되었듯이, 매니스커스렌즈(14)의 볼록면과 오목면은 미소거울표시장비(1)로부터 나온 화상빔(일 경사 방향으로 경사진 미소반사부들에 의해 반사된 평행빔)이 실질적인 평행빔으로서 투영 시스템 광학부재(15)에 들어갈 수 있도록 하는 곡률을 가진 면이 되기 때문에, 화상빔은 투영 시스템 광학부재(15)에서 손실없이 투영면상에 투영될 수 있다.
즉, 미소거울표시장비(1)를 출발해서 매니스커스렌즈(14)를 통하여 투영 시스템 광학부재(15)로 들어오는 화상빔이 미소거울표시장비(1)를 나온 실질적인 평행빔과 관련된 소정 범위의 발산 또는 수렴 각을 가지는 광 빔으로서 투영 시스템 광학부재(15)에 들어가게 되는 경우에, 그렇게 들어간 빔부분은 투영 시스템 광학부재(15)의 입구측과 출구측 렌즈들(21, 22, 23)에 의해 화상빔의 투영 방향으로부터 일탈한 방향에서 굴절되고, 그렇게 굴절된 빔은 투영 시스템 광학부재(15)의 렌즈통(16) 내부의 주변면에 의해 흡수되기 때문에 소정의 광손실이 발생된다. 그러나, 미소거울표시장비(1)로부터 나와서 매니스커스렌즈(14)를 통하여 투영 시스템 광학부재(15)로 들어가는 화상빔이 실질적인 평행빔인 경우에는, 이미 언급된 조명빔은 투영 시스템 광학부재(15)에서 어떠한 광손실 없이 투영면상에 투영될 수 있다.
미소거울표시장비(1)로부터 출발하는 화상빔은 어느 정도로 굴절되었을 때 투영 시스템 광학부재(15)로 들어가게 되기 때문에, 매니스커스렌즈(14)을 통하여 이동하는 화상빔을 교정하여서 투영 시스템 광학부재(15)로 들어가게 하는 것은 어려운 반면에, 매니스커스렌즈(14)를 통하여 이동하여 투영 시스템 광학부재(15)로 들어가는 화상빔이 실질적인 평행빔 또는 팽행빔에 가까운 빔인 경우에는, 이미 언급된 조명빔이 투영 시스템 광학부재(15)에서 어떠한 광손실 없이 투영면상에 투영될 수 있다는 것을 알 수 있다.
게다가, 상기 실시예에서 매니스커스렌즈(14)의 볼록면과 오목면의 곡률은 상기 설명될 것과 같이 설정되기 때문에, 미소거울표시장비(1)의 다른 경사 방향에서 직진되는 미소반사부들에 의해 완만한 방향으로 반사된 빔은 실질적으로 평행빔이 되었을 때 출구로 나갈 수 있게 되고, 결과적으로 빔을 흡수하는 도시되지 않은 광흡수체의 영역은 작게 될 수 있다.
추가적으로, 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 매니스커스렌즈(14)의 오목면에 의해 반사된 면을 가지는 광원 시스템 광학부재(2)로부터의 투영된 조명빔의 전 부분은 도 3C 및 6에 도시되었듯이, 미소거울 표시장비(1)의 정면방향에서 매니스커스렌즈(14)를 통하여 반사되는 화상빔의 출구 방향과 관련하여 완만하게 일탈하는 방향에서 나가게 된다. 매니스커스렌즈(14)의 오목면상에 반사된 빔면 중에서, 투영 시스템 광학부재(15) 렌즈통(16)의 입사측 말단면으로 들어가는 빔, 즉 고정식 렌즈통(17)과 입사측 이동식 렌즈통(18)의 입사측 말단면에 들어가는 광은 고정식 렌즈통(17)과 입사측 이동식 렌즈통(18)의 말단면에 의해 흡수된다. 또한 매니스커스렌즈(14)의 오목면에 의해 반사된 면을 가지는 빔 중에서, 렌즈통(16)으로 들어간 빔은 렌즈 광축(O2)과 관련된 각도를 증가시켜서, 이에 의해 입사측 이동식 렌즈통(18)과 제 1 출구측 이동식 렌즈통(19) 사이에 위치된 고정식 렌즈통(17)의 일부의 내부 주변면 및 고정식 렌즈통(17)의 내부 주변면에 의해 흡수되게 하는 방향으로, 입사측 이동식 렌즈통(18)내 복수의 입사측 렌즈(21)에 의해 굴절된다.
입사측 이동식 렌즈통(18)내의 입사측 렌즈들(21)에 의해 굴절된 빔중에서, 입사측 이동식 렌즈통(18)의 출발 말단으로부터 출발하는 빔의 흡수위치는 입사측 이동식 렌즈통(18)과 제 1 출구측 이동식 렌즈통(19)이 서로 가까워지거나 또는 서로 멀리 떨어지도록 이동되는 줌작동에 따라서 변화하며, 입사측 이동식 렌즈통(18)과 출구측 이동식 렌즈통(19)이 서로 가까워지게 되면, 입사측 이동식 렌즈통 (18)의 출구 말단으로부터 나오는 빔은 도 6에 도시되었듯이, 그로부터 수직하게 되어서 흡수되는 방법으로 제 1 출구측 이동식 렌즈통(19)의 내부 주변면의 통의 길이를 따라서 중간부에서 제공되는 렌즈 지지부로 들어간다. 결과적으로, 입사측 이동식 렌즈통(18)이 제 1 출구측 이동식 렌즈통(19)으로부터 멀리 떨어지면, 입사측 이동식 렌즈통(18)의 출구 말단으로부터 들어온 빔은 입사측 이동식 렌즈통(18)과 제 1 출구측 이동식 렌즈통(19) 사이에 위치되는 고정식 렌즈통(17) 부분의 내부 주변면과 제 1 출구측 이동식 렌즈통(19)의 렌즈 지지부보다 입사측 말단에 더 가까운 고정식 렌즈통(17)의 내부 주변면으로 들어가서, 거기서 흡수된다.
이러한 이유로, 투영 표시 시스템에 따르면, 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 매니스커스렌즈(14)의 오목면에 반사된 빔면이 투영 시스템 광학부재(15)에 의해 투영면상에 투영될 위험을 일으키지 않고, 결과적으로 불균일한 조도와 감소된 콘트라스트가 없는 고화질의 투영 화상이 투영면상에 투영될 수 있다.
또한, 투영 표시 시스템에서, 미소거울 표시장비(1)의 정면측에 배치된 매니스커스렌즈(14)는 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 매니스커스렌즈(14)의 오목면에 의해 반사된 면인 광원 시스템 광학부재(2)로부터의 조명빔의 빔을 상기 빔이 투영 시스템 광학부재(15)의 복수의 렌즈들(21, 22, 23)중 출구측 렌즈들(22, 23)로 들어가지 않는 방향에서 나가도록 하는 성질을 가지기 때문에, 매니스커스렌즈(14)에 의해 빔이 반사된 면이 투영 시스템 광학부재(15)에 의해 투영면상에 투영되는 것을 확실한 방법으로 방지할 수 있다.
상기 설명되었듯이, 매니스커스렌즈(14)는 바람직하게는 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 면에 의하여 반사된 면을 가지며, 투영 시스템 광학부재(15)를 향하여 직진되는 빔부분을 동일한 부분이 투영 시스템 광학부재(15)의 출구측 렌즈들(22, 23)에 들어가지 않는 방향에서, 빔부분이 투영 시스템 광학부재(15)의 입구측 렌즈(21)에 의해 반사되는 각도에서 나가게 하고, 상기 구성에 따라서, 매니스커스렌즈(14)에 의해 빔이 반사된 면이 투영 시스템 광학부재(15)에 의해서 투영면상에 투영되는 것을 확실한 방법으로 방지할 수 있다.
게다가, 본 실시예를 따르는 투영 표시 시스템에서, 투영 시스템 광학부재(15)를 구성하는 복수의 렌즈들(21, 22, 23)은 광흡수성을 가지는 렌즈통(16)내에 배치되는데, 렌즈통(16)은 고정식 렌즈통(17), 입사측 이동식 렌즈통(18), 및 고정식 렌즈통(17)의 내부에 제공되는 제 1 및 제 2 출구측 이동식 렌즈통(19, 20)으로 구성되고, 고정식 렌즈통(17), 입사측 이동식 렌즈통(18), 및 제 1 및 제 2 출구측 이동식 렌즈통(19, 20)은 모두 블랙레진으로 성형된 제품으로 구성된다. 이러한 이유로, 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 매니스커스렌즈(14)의 오목면에 의해 반사된 면을 가지며, 그후 투영 시스템 광학부재(15)로 들어가게 되고, 그후 빔이 출구측 렌즈들(22, 23)로 들어가지 않는 방향을 향하여 투영 시스템 광학부재(15)를 통하여 이동하는 대부분의 빔은 렌즈통(16)의 내부 주변면에 의해 흡수되고, 이에 의해 투영 시스템 광학부재(15)에 의한 투영면상에 매니스커스렌즈(14)에 의해 반사되는 빔이 반사된 면의 투영 방지를 확신하는 것이 가능하다.
본 실시예에서, 투영 시스템 광학부재(15)의 출구 말단에 가장 인접하게 배치된 렌즈(23)는 투영면을 향하여 입사광을 투영시키기 위하여 그 전 영역에 걸쳐서 렌즈기능을 보유하는 렌즈를 구성하는 것으로 설명되었으나, 출구 말단에 가장 인접하게 배치된 렌즈(23)는 유효영역, 즉 주변부를 제외한 영역상에서 투영면을 향하여 입사광을 투영시키기 위하여 렌즈기능을 보유하는 영역을 가지는 렌즈로 구성될 수 있고, 주변부는 렌즈기능을 가지지 않을 수 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 경우에, 매니스커스렌즈(14)에 의해 빔이 반사된 면 부분이 투영 시스템 광학부재(15)의 출구 말단에 가장 인접하게 배치된 렌즈의 주변부에 들어가는 경우라 하더라도, 빔부분은 투영면을 향하는 방향 이외의 방향으로 나가게 된다.
결과적으로, 투영 시스템 광학부재(15)의 출구 말단에 가장 인접하게 배치된 렌즈(23)의 유효영역이 그 주변부를 제외한 렌즈 영역에 의해 구성되는 경우에, 매니스커스렌즈(14)는 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 매니스커스렌즈(14)의 오목면상에 반사된 면을 가지는 빔을 상기 빔이 적어도 투영 시스템 광학부재(15)의 출구 말단에 가장 인접하게 배치된 렌즈 유효영역에 들어가지 않는 방향에서 나가가도록 하는 성질, 즉 오목면에 의해 반사된 면을 가지는 빔부분을 상기 빔부분이 동일한 광 시스템의 입사렌즈(21)에 의해 투영 시스템 광학부재의 출구 말단에 가장 인접하게 배치된 렌즈(23)의 유효영역에 들어가지 않는 방향에서 빔부분이 굴절되는 각도로 나가도록 하는 성질을 가져야 한다. 상기 구성에 따르면, 매니스커스렌즈(14)에 의해 반사되는 빔이 반사된 면을 투영 시스템 광학부재(15)에 의해 투영면상에 투영시키는 것의 방지가 보장될 수 있다.
추가적으로, 본 실시예를 따르는 투영 표시 시스템에서, 투영 시스템 광학부재(15)의 렌즈통(16) 또는 고정식 렌즈통(17), 입사측 이동식 렌즈통(18), 및 고정식 렌즈통(17)의 내부에서 제공되는 제 1 및 제 2 출구측 이동식 렌즈통(19, 20)이 각각 블랙레진으로 성형된 제품에 의해 구성되었으나, 광흡수판을 사용하거나 또는 광흡수재질을 상기 통들에 설치하는 것과 같은 광흡수처리를 렌즈통들(17, 18, 19, 20)의 내부 주변면에 사용하여, 내부 주변면이 광흡수성을 유지시키도록 할 수 있다.
게다가, 렌즈통(16)은 투영면을 향하여 직진되는 화상빔을 다른 방향을 향하여 직진되는 화상빔은 거기에서 흡수되지 않고 이동할 수 있게 하는 환상의 정지벽이 입사측 이동식 렌즈통(18)과 제 1 및 제 2 출구측 이동식 렌즈통(19, 20)의 내부 주변면 및 입사측 이동식 렌즈통(18)과 제 1 출구측 이동식 렌즈통(19) 사이에 위치하는 고정식 렌즈통(17) 부분의 내부 주변면상의 하나 또는 복수의 위치에서 제공되도록 구성될 수 있다.
상기 언급된 실시에에서, 미소거울 표시장비(1)의 정면측에 매니스커스렌즈로 구성된 중계렌즈(14)가 배치되었으나, 미소거울 표시장비(1)의 정면측에 배치되는 중계렌즈는 예를들어, 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 일측상에는 평면으로 형성되고, 반사표시장비를 향하는 일측상에는 볼록면으로 형성되는 평면볼록렌즈로 구성될 수 있고, 평면볼록렌즈는 광원 시스템 광학부재(2)와 투영 시스템 광학부재(15)를 향하는 면으로부터 들어온 조명빔을 반사표시장비의 정면 방향과 관계된 소정의 각도에서 경사진 방향을 따르는 평행빔으로 교정함에 의하여, 그렇게 교정된 평행빔이 반사표시장비(1)로 들어가게 하고, 반사표시장비(1)로부터 나온 화상빔이 투영 시스템 광학부재(15)로 들어가게 하고, 그리고 광원 시스템 광학부재(2)를 향하는 면상에 반사된 면을 가지는 광원 시스템 광학부재(2)로부터의 조명빔부분을 화상빔이 투영 시스템 광학부재(15)에 의해 투영되는 방향 이외의 방향으로 나가도록 제공될 수 있다는 것을 알 수 있다.
추가적으로, 본 실시에에서 광원 시스템 광학부재(2)는 광원부(3)로부터 투영되고, 그후 도광로드(6), 컬러휠(7) 및 광원 시스템 렌즈유닛(19)을 통하여 이동되는 조명빔이 거울부(12)에 의해 반사되고, 그에 의해 미소거울 표시장비(1)로 들어가도록 구성되었으나, 광원 시스템 광학부재(2)는 광원부(3)로부터 투영되고, 그후 도광로드(6), 컬러휠(7) 및 광원 시스템 렌즈유닛(19)을 통하여 이동되는 조명빔이 미소거울 표시장비(1)상에 직접 투영되도록 구성될 수 있다.
게다가, 본 실시예에서는 광원 시스템 광학부재(2)의 컬러휠(7)이 도광로드(6)의 출구 말단에 배치되었으나, 컬러휠(7)이 배치되는 위치는 광원부(3)부터 투영 시스템 광학부재(15)의 입구측까지 확장하는 광 경로 이내에 놓인다면, 컬러휠(7)은 어떤 다른 위치에서도 배치될 수 있다.
추가적으로, 본 실시예에서는 미소거울 표시장비(1) 앞에 커버글라스(13)가 배치되고, 그렇게 배치된 커버글라스(13) 앞에 중계렌즈(14)가 배치되었으나, 커버글라스(13)는 생략될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 반사표시장비로서 미소거울 표시장비가 사용되었으나, 반사표시장비는 미소거울 표시장비로 제한되지 않으며, 예를들어 그 후면상에 반사 부재가 제공되는 반사액정표시장비(액티브 매트릭스 액정 표시장비 또는 단순 매트릭스 액정 표시장비)가 사용될 수 있고, 반사표시장비가 매트릭스내에 배열되는 복수의 픽셀을 가지도록 제공되고, 이에 의해 그렇게 배열된 복수의 픽셀에 의해 장비 정면으로부터 들어온 광의 반사가 제어되어서, 화상빔을 전방으로 투영시킬 수 있다.
이러한 경우에, 반사액정표시장비는 바람직하게는 그 정면방향과 관련된 일방향에서 경사진 입사방향으로부터 들어가고, 그후 액정층을 통과하여서, 반사부재상에서 반사되는 빔이 정면방향에서 출발하도록 하기 위하여 프리즘 등에 의해 굴절되도록 구성된다.
추가적으로, 반사액정표시장비가 사용될 때, 액정 장비는 복수의 색 또는 적색, 녹색 및 청색과 같은 삼색을 가지는 컬러필터로 제공된 컬러표시장비일 수 있고, 컬러표시장비가 사용되는 경우에, 광원 시스템 광학부재의 컬러휠(7)은 생략될 수 있으며, 이에 의해 백색 조명빔이 구성되어서 광원 시스템 광학부재(2)로부터 항상 컬러표시장비상에 투영되도록 구성된다.

Claims (11)

  1. 매트릭스내에 배열되고, 배열된 복수의 픽셀에 의해 반사표시장비의 정면으로부터 들어오는 반사된 광을 제어함에 의하여 화상빔을 전방으로 투영시키도록 수정되는 반사표시장비;
    상기 반사표시장비의 정면방향과 관련된 일방향에서 경사진 방향으로부터 상기 반사표시장비를 향하여 조명빔을 투영시키는 광원 시스템 광학부재;
    상기 반사표시장비로부터 나오는 화상빔을 투영면상에 투영시키는 투영 시스템 광학부재; 및
    상기 광원 시스템 광학부재와 상기 투영 시스템 광학부재를 향하는 면으로부터 들어오는 상기 조명빔을 상기 반사표시장비의 정면방향과 관련된 소정의 각도에서 경사진 방향을 따르는 평행빔으로 교정함에 의해서, 교정된 평행빔을 상기 반사표시장비에 들어가게 하고, 상기 반사표시장비로부터 나온 화상빔을 상기 투영 시스템 광학부재에 들어가게 하고, 그리고 상기 광원 시스템 광학부재와 상기 투영 시스템 광학부재를 향하는 면상에 반사된 면을 가지는 상기 광원 시스템 광학부재로부터의 상기 조명빔부분을 상기 조명빔이 투영 시스템 광학부재에 의해 투영된 방향 이외의 방향에서 나가도록 하는, 상기 반사표시장비의 정면상에 배치된 중계렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 표시 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투영 시스템 광학부재는 복수의 렌즈들을 포함하며, 그리고 상기 중계렌즈는 상기 광원 시스템 광학부재와 상기 투영 시스템 광학부재를 향하는 면상에 반사된 면을 가지는 상기 빔을 상기 빔이 상기 투영 시스템 광학부재의 출구 말단과 가장 인접하게 배치되는 상기 투영 시스템 광학부재의 복수의 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈 유효영역에 들어가지 않는 방향에서 나가도록 하는 성질을 가져야 하는 것을 특징으로 하는 투영 표시 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 중계렌즈는 상기 광원 시스템 광학부재와 상기 투영 시스템 광학부재를 향하는 면상에 반사된 면을 가지며, 상기 투영 시스템 광학부재를 향하여 직진되는 상기 빔부분을 상기 빔부분이 상기 투영 시스템 광학부재의 출구 말단에 가장 인접하게 배치된 상기 투영 시스템 광학부재의 출구측 렌즈들 중 적어도 하나의 렌즈 유효영역에 들어가지 않는 방향에서, 상기 빔부분이 상기 투영 시스템 광학부재의 입구측 렌즈에 의해 굴절되는 각도로 나가게 되는 것을 특징으로 하는 투영 표시 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 투영 시스템 광학부재를 구성하는 복수의 렌즈들은 렌즈통의 내부에서 적어도 광흡수성을 가지는 내부 주변면에 배치되는 것을 특징으로 하는 투영 표시 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 투영 시스템 광학부재를 구성하는 복수의 렌즈들은 렌즈통의 내부에서 적어도 광흡수성을 가지는 내부 주변면에 배치되는 것을 특징으로 하는 투영 표시 시스템.
  6. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중계렌즈는 일측상에 형성된 볼록면과 그 타측상에 형성된 오목면을 가지며, 상기 볼록면은 상기 반사표시장비의 향하도록 하는 반면에, 상기 오목면은 상기 광원 시스템 광학부재와 상기 투영 시스템 광학부재를 향하도록 배치되는 매니스커스렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 표시 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 매니스커스렌즈의 상기 볼록면과 오목면은 상기 반사표시장비로부터 나온 상기 화상빔이 실질적으로 평행빔 또는 약간 수렴된 빔으로서 상기 투영 시스템 광학부재에 들어갈 수 있도록 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 투영 표시 시스템.
  8. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중계렌즈는 그 일측상에 평면으로 형성되고 그 타측상에 볼록면으로 형 성되며, 상기 볼록면은 상기 반사표시장비를 향하고, 상기 평면은 상기 광원 시스템 광학부재와 상기 투영 시스템 광학부재를 향하도록 배치되는 평면볼록렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 표시 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 평면볼록렌즈의 상기 볼록면과 상기 평면은 상기 반사표시장비로부터 나온 상기 화상빔이 실질적으로 평행빔 또는 약간 수렴된 빔으로서 상기 투영 시스템 광학부재에 들어갈 수 있도록 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 투영 표시 시스템.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 중계렌즈의 광축은 상기 투영 시스템 광학부재의 광축으로 정렬되고, 상기 광원 시스템 광학부재로부터 상기 조명빔이 들어가는 상기 입구측과 반대로 위치되는 상기 반사표시장비 표시영역의 주변 테두리 중 테두리부의 중심근처에서 위치되는 상기 반사표시장비의 수직으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 투영 표시 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 중계렌즈의 광축은 상기 투영 시스템 광학부재의 광축으로 정렬되고, 상기 광원 시스템 광학부재로부터 상기 조명빔이 들어가는 상기 입구측과 반대로 위치되는 상기 반사표시장비 표시영역의 주변 테두리 중 테두리부의 중심근처에서 위치되는 상기 반사표시장비의 수직으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 투영 표시 시스템.
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