KR100829631B1 - 광학 시스템의 편광판 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 광학 시스템의 편광판 어셈블리는, 소정 형상의 틀로 제공되는 편광판 프레임; 상기 편광판 프레임의 적어도 일측 모서리에 형성되는 슬릿; 및 상기 편광판 어셈블리의 양측 면에 각각 부착되는 두 개의 편광판이 포함된다.

본 발명에 의해서, 광학 시스템의 내부에 장착되는 편광판 어셈블리의 냉각이 원활하게 수행되고, 공기유동이 신속하고 원활하게 수행됨으로써, 편광판 어셈블리의 신뢰성이 향상되고, 이물에 의한 발화의 위험이 해소되는 장점이 있다. 또한, 신속한 편광판 냉각에 의해서 광학 시스템 자체의 동작 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.

편광, 광학 시스템

Description

광학 시스템의 편광판 어셈블리{Polarization plate assembly of a optical system}

도 1은 본 발명의 프로젝션 시스템의 광학엔진의 사시도.

도 2는 광학엔진의 커버가 제거된 상태로 도시되는 광학엔진의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에서 합성계의 사시도.

도 4는 합성계의 구조 및 동작을 설명하는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 편광판 어셈블리의 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 편광판 어셈블리의 분해 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 편광판 어셈블리의 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 광학엔진 100 : 합성계 200 : 조명계

400 : 투사렌즈 501 : 편광판 프레임 502 : 결합구

511 : 제 1 좌우 슬릿 512 : 제 2 좌우슬릿

513 : 제 1 전후슬릿 514 : 제 2 전후슬릿

본 발명은 광학 시스템의 편광판 어셈블리에 관한 것으로서, 상세하게는 엘코스 광학 시스템의 내부에 장착되어 빛을 편광시키는 편광판 어셈블리의 냉각 성능이 향상되고, 이물질로 인한 발화의 위험을 줄여서 광학 시스템의 동작 안정성이 개선되는 광학 시스템의 편광판 어셈블리에 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 고 집적으로 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 합성하는 합성계와, 상기 합성계에서 합성된 광을 투사하는 투사렌즈와, 상기 투사렌즈에서 투사된 광이 이미지로 맺히는 스크린이 포함된다. 상기 합성계에는 3개의 엘코 스 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 합성계에는 다수의 편광판이 내부에 적용되는데, 그 중에서도 다이크로익 미러에서 반사된 S파의 순도를 향상시키는 제 1 반사형 편광판과, 상기 제 1 반사형 편광판을 통과한 적색광만을 1/2 파장 편광시키는 제 1 복굴절 편광판은 단일의 편광판 어셈블리로 합체되어 있다. 상기 제 1 반사형 편광판은 moxtek이라고 이름하고, 상기 제 1 복굴절 편광판은 RC14라고 이름하는 것이 일반적이다.

그런데 상기되는 바와 같은 종래의 편광판 어셈블리는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 상기 편광판들에 의해서 색순도와 콘트라스트가 향상되는 장점은 있지만, 열에 약하기 때문에 냉각이 원활하게 수행되지 못하는 경우에는, 편광판의 성능이 저하되는 우려가 크다.

둘째, 편광판 내부가 밀폐되어 있기 때문에, 내부에 이물질이 유입된 경우에는 배출이 잘 되지 아니하여 편광판의 효율이 저하될 뿐만 아니라, 고온환경으로 인한 착화의 위험성이 있다. 물론, 착화가 일어나면 이물질이 묻어서 편광판은 더 이상 사용할 수 없게 된다.

본 발명은 상기되는 문제점을 개선하기 위하여 제안되는 것으로서, 광학 시 스템, 특히, 엘코스 광학 시스템의 내부에 장착되는 편광판 어셈블리의 냉각이 원활하게 수행되는 편광판 어셈블리를 제안한다.

또한, 공기유동이 신속하고 원활하게 수행됨으로써, 편광판 어셈블리의 신뢰성이 향상되고, 이물에 의한 발화의 위험이 없어지는 편광판 어셈블리를 제안한다.

또한, 신속한 냉각에 의해서 동작 신뢰성이 향상되는 편광판 어셈블리를 제안한다.

본 발명에 따른 광학 시스템의 편광판 어셈블리는 소정의 두께를 가지는 다각형 형상의 틀로 제공되는 편광판 프레임; 상기 편광판 프레임의 적어도 일측 모서리에 형성되어, 공기의 출입이 자유로운 슬릿; 및 상기 편광판 프레임에 의해서 형성되는 상기 다각형의 법선 방향의 양측 면에 각각 놓이는 두 개의 편광판이 포함된다.

다른 측면에 따른 광학 시스템의 편광판 어셈블리는 소정의 두께를 가지는 다각형 형상의 틀로 제공되는 편광판 프레임; 상기 편광판 프레임에 의해서 형성되는 상기 다각형의 법선 방향의 양측 면에 각각 놓이는 두 개의 편광판; 및 상기 편광판 프레임 및 상기 두 개의 편광판에 의해서 형성되는 내부 공간이 개방되어 외부 공기가 자유로이 유입/유출되도록 하기 위하여 상기 편광판 프레임의 측면 모서리 부위를 개방 형태로 제공하는 적어도 한 개 이상의 슬릿이 포함된다.

제안되는 본 발명에 의해서 편광판은 원활하게 냉각될 수 있어서, 동작 신뢰성이 향상되고, 발화의 위험이 없어지는 장점이 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이 나, 이 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 프로젝션 시스템의 광학엔진의 사시도이고, 도 2는 광학엔진의 커버가 제거된 상태로 도시되는 광학엔진의 사시도로서 도 1 및 도 2를 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 안정기가 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 복 수개의 렌즈(234)(235)(236)와, 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 덮여져서 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 다수 개가 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 두 개의 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, 소정의 공기 유입구를 통하여 스크린과 백 커버의 사이 공간, 다시 말하면, 광의 투사공간에 수용되는 차가운 공기가 광학엔진(10)측으로 유입된다. 상기 공기 유입구는 상기 합성계(100)의 측벽에 고정되는 냉기 유입 가이드(11)에 형성된다. 상기 냉기 유입 가이드(11)는 상기 공기 유입구를 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)로 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 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 3은 본 발명에 따른 프로젝션 시스템에서 합성계의 사시도이고, 도 4는 합성계의 구조 및 동작을 설명하는 도면으로서, 동 도면을 참조하여 상기 합성계의 구조 및 동작을 상세하게 설명한다.

도 3을 참조하면, 상기 합성계(100)는 S파 광이 분리 및 합성되어 화상을 형 성하는 부분으로서, 복수개의 쿼드(Quad)와, 엘코스 패널 어셈블리가 대표적을 제공된다.

상세하게, 상기 합성계(100)는 세 개의 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, 상기 쿼드 하우징(110)은 마그세슘을 그 재질로 하여 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, 나아가 서 상기 쿼드 하우징(110)에 고정되는 엘코스 패널 어셈블리(150)(160)(170)간의 화면정합이 변형되지 않는 장점이 있다. 다시 말하면, 세 개의 엘코스 패널 어셈블리(150)(160)(170)가 쿼드 하우징(110)에 결합된 상태에서 일단 적색, 녹색, 청색 삼색의 화면정합이 맞춰진 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 엔진 베이스(12)로 체결되지 않고, 보강부(140)가 쿼드 하우징(110)에 체결된 상태에서 상기 보강부(140)가 엔진 베이스(12)에 체결되도록 한다.

한편, 상기 도 3에는 도시되지 아니하는 다수의 필터 및 편광판등이 합성계에 더 포함되는데, 이와 같은 필터 및 편광판의 작용과 함께 합성계의 동작을 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4를 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.

상기 제 1 반사형 편광판(134)과 상기 제 1 복굴절 편광판(135)는 단일의 어셈블리(도 5 참조)를 이루면서 상기 쿼드 하우징(110)에 고정된다.

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.

상기되는 합성계에 구성 중에서, 본 발명은 상기 제 1 반사형 편광판(134)와 제 1 복굴절 편광판(135)이 단일의 어셈블리를 이루면서 고정되는 편광판 어셈블리(500)의 냉각효율 및 안정성을 향상시키는 것을 특징으로 한다. 이하에서는 상기 편광판 어셈블리(500)의 구성을 보다 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 편광판 어셈블리의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 편광판 어셈블리의 분해 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 편광판 어셈블리(500)는 전체적으로 사각형의 틀로 이루어지는 편광판 프레임(501)과, 상기 편광판 프레임(501)의 어느 일측에는 상기 편광판 어셈블리(500)가 쿼드 하우징(110)에 결합되기 위한 결합구(502)가 형성되어 있다.

또한, 상기 편광판 프레임(501)의 넓은 양쪽 면은 개방되고, 각각의 개방된 면에는 제 1 반사형 편광판(134)와 제 1 복굴절 편광판(135)이 부착되어 있다. 상기 편광판(134)(135)이 부착되기 위한 구성으로서, 상기 편광판 프레임(501)의 대 향되는 어느 한 쌍의 모서리에서 내측에는 안착돌기(521)가 형성되고, 다른 한 쌍의 대향되는 모서리에는 각각 제 1 가이드(531)와 제 2 가이드(532)가 제공된다.

여기서 상기 안착돌기(521)는 상기 편광판 프레임(501)의 안쪽으로 들어간 위치에 제공되고, 상기 가이드(531)(532)는 상기 편광판 프레임(501)의 최외각에 형성된다. 그러므로 상기 편광판(134)(135)을 안착시킬 때에 상기 편광판의 안쪽면은 상기 편광판 프레임(501)의 안쪽으로 어느 정도 들어간 위치에서 지지가 되고, 상기 편광판(134)(135)의 양쪽 모서리의 바깥쪽 면은 상기 제 1 가이드(531) 및 제 2 가이드(532)에 의해서 지지된다. 이와 같이 편광판(134)(135)이 안착됨으로써, 편광판의 안착과정은 편리하고 정확하게 수행될 수 있다. 물론, 이와 같은 편광판(134)(135)의 안착 구조는 두 개의 편광판(134)(135)에 대하여 동일하다.

상기 편광판(134)(135)이 정위치에 안착되고 난 다음에는, 안착돌기(521)의 인접 위치에서 소정 깊이 함몰되어 있는 본드 주입부(522)에 본드를 주입하여 편광판(134)(135)이 고정되도록 한다. 상기 본드 주입부(522)에 미리 본드가 주입되어 있을 수 있는 것도 또 다른 형태로서 물론 가능하다. 그러나 상기 안착돌기(521)의 주변부에 함몰되는 형태로 제공되는 본드 주입부(522)가 있어서, 그 부분을 통하여 본드가 다른 부분으로 퍼짐이 없이 원활하게 주입될 수 있는 것은 본원 발명의 일 특징으로 이룬다.

한편, 상기 편광판 프레임(501)의 네 모서리에는 슬릿이 형성되는데, 상기되는 슬릿을 통해서는 편리하고 원활하게 외부 공기가 유입되거나 유출될 수 있다.

상기 슬릿에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 결합구(502)가 형성되는 방향 에 형성되는 제 1 전후슬릿(513)과, 상기 제 1 전후슬릿(513)의 대향되는 측면에 형성되는 제 2 전후슬릿(514)과, 상기 편광판 프레임(501)의 측면에 형성되는 제 1 좌우 슬릿(511)과 그 반대되는 쪽에 형성되는 제 2 좌우슬릿(512)가 그것이다.

이와 같이 편광판 프레임(501) 측의 네 모서리에 슬릿이 제공됨으로써, 어느 방향에서 유입되는 공기도 원활하게 편광판(134)(135)의 사이 간격으로 유입될 수 있다. 물론, 그 간격으로 유입된 공기는 상기 편광판의 냉각에 필수적으로 사용될 수 있고, 그 속도는 고속이기 때문에, 그 간격부에 이물이 유입되더라도 즉시 배출된다. 그러므로 편광판 사이의 열이 신속하게 냉각될 뿐만 아니라, 사이 간격부에 이물이 정체될 우려가 없고, 따라서 이물이 가열되어 발화될 우려도 없다. 물론, 고온에 의해서 편광판의 성능이 저하될 우려도 없다.

한편, 상기 좌우슬릿(511)(512)은 도 2에 설명된 냉각공기의 유입방향 및 유출방향에 대하여 평행하게 제공되기 때문에, 상기 편광판(134)(135)의 사이 간격부를 통하여 유입되거나 유출되는 공기는 주로 상기 좌우슬릿(511)(512)을 통하여 유동될 것임을 알 수 있다.

다른 측면에 따르면 상기 슬릿은 편광판 프레임(501)과 편광판(134)(135)에 의해서 형성되는 내부 공간이 개방되도록 하여, 외부 공기가 원활히 유입되거나 유출되는 용도로 사용되는 것을 알 수 있다.

또한, 자세히 설명되지는 아니하였으나, 상기 안착돌기(521)의 양측에서 편광판(134)(135)이 안착될 때에는 편광판의 모서리가 상기 가이드(531)(532)에 의해서 가이드된다. 그리고 안착된 편광판의 바깥쪽 부분은 상기 편광판 프레임(501)의 바깥쪽으로 좀 더 돌출되어 있도록 해서, 필요없이 편광판 어셈블리(500)의 전체 크기가 축소되도록 하는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명에 따른 편광판 어셈블리의 측면도이다.

도 7을 참조하면, 좌우슬릿(511)(512)이 제공되고, 그 슬릿(511)(512)을 통하여 공기가 충분히 유입/유출되는 것을 용이하게 짐작할 수 있을 것이다.

본 발명의 사상에 포함되는 다른 실시예를 제시한다.

본원 발명에서는 상기 편광판 프레임(501)의 네 모서리 부에 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하고, 바람직한 실시예에 따르면 네 모서리에 전체적으로 슬릿이 형성되도록 한다. 그러나 반드시 슬릿이 네 모서리에 전체적으로 형성되어야만 한다고 볼 수는 없으며, 상기 좌우슬릿(511)(512)만이 형성되고, 전후 슬릿(514)은 형성되지 않는 형태도 충분히 상정할 수 있고, 그 반대의 경우도 실시될 수 있다.

또 다른 경우로서 어느 하나의 좌우슬릿과 어느 하나 또는 두 개의 모서리에 전후슬릿이 형성되는 경우에도 공기가 유동될 수 있으나, 이 경우에는 바람직하기로는 쿼드 하우징(110)으로 유입되는 공기의 유동방향과 정렬되는 상기 제 1 좌우슬릿(511)은 적어도 개방되는 상태로 형성되는 것이 더욱 바람직할 것이다.

또한, 본 발명에서 제시되는 편광판 어셈블리는 두 개의 편광판이 함께 고정되는 어떠한 형태의 편광판 어셈블리에 대해서도 용이하게 적용될 수 있는데, 이와 같은 실시예도 본원발명의 사상에 포함된다고 할 것이다.

또한, 상기 편광판 프레임은 사각형인 것을 예로 들고 있지만, 이에 제한되지 아니하고, 삼각형, 원형 등의 다양한 형상으로 제안될 수도 있으나, 이 또한 본 발명의 사상에 포함된다고 할 것이다.

본 발명에 따른 광학 시스템의 편광판 어셈블리에 의해서, 광학 시스템, 특히, 엘코스 광학 시스템의 내부에 장착되는 편광판 어셈블리의 냉각이 원활하게 수행되고, 공기 유동이 신속하고 원활하게 수행됨으로써, 편광판 어셈블리의 신뢰성이 향상되고, 이물에 의한 발화의 위험이 해소되는 장점이 있다.

또한, 신속한 편광판 냉각에 의해서 광학 시스템 자체의 동작 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 소정의 두께를 가지는 다각형 형상의 틀로 제공되는 편광판 프레임;

   상기 편광판 프레임의 적어도 일측 모서리에 형성되어, 공기의 출입이 자유로운 슬릿; 및

   상기 편광판 프레임에 의해서 형성되는 상기 다각형의 법선 방향의 양측 면에 각각 놓이는 두 개의 편광판이 포함되는 광학 시스템의 편광판 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 편광판 프레임의 어느 일측 모서리에는,

   광학 시스템에서 광을 합성하는 쿼드가 장착되는 쿼드 하우징에 결합되기 위한 결합구가 형성되는 광학 시스템의 편광판 어셈블리.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 편광판 프레임은 사각형 틀이고, 상기 슬릿은 편광판 프레임의 네 모서리에 각각 형성되는 광학 시스템의 편광판 어셈블리.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 편광판 프레임의 적어도 두 개의 모서리에는 상기 다각형의 법선방향의 내측으로 함몰되어 있는 위치에 상기 두 개의 편광판 중의 적어도 하나의 수직방향 위치를 가이드하는 안착돌기가 형성되고, 어느 다른 적어도 두 개의 모서리에는 상기 편광판 중의 적어도 하나의 수평방향의 안착위치를 가이드하는 가이드가 형성되고,

   상기 편광판의 수직방향 단부는, 상기 편광판 프레임의 법선방향의 단부보다 더 바깥쪽에 놓이는 광학 시스템의 편광판 어셈블리.
5. 소정의 두께를 가지는 다각형 형상의 틀로 제공되는 편광판 프레임;

   상기 편광판 프레임에 의해서 형성되는 상기 다각형의 법선 방향의 양측 면에 각각 놓이는 두 개의 편광판; 및

   상기 편광판 프레임 및 상기 두 개의 편광판에 의해서 형성되는 내부 공간이 개방되어 외부 공기가 자유로이 유입/유출되도록 하기 위하여 상기 편광판 프레임의 측면 모서리 부위를 개방 형태로 제공하는 적어도 한 개 이상의 슬릿이 포함되는 광학 시스템의 편광판 어셈블리.

Images