KR100842957B1 - Ｌｃｄ 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조 - Google Patents

Ｌｃｄ 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 램프에서 나온 빛을 스크린에 투사해 초대형 화면을 구현하는 LCD 프로젝터에 있어서, 특히 광합성계의 일 구성요소인 LCD 패널에 빛을 편광시키는 편광판이 부착된 다이크로익 렌즈를 임의로 조정하여 편광정도를 최적화 시킴으로서, LCD 프로젝터의 휘도 및 콘트라스트를 향상하게된 LCD 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LCD 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조는, 전면에 편광판이 부착된 원형의 다이크로익 렌즈와, 상기 다이크로익 렌즈를 거치 할 수 있게 상기 다이크로익 렌즈의 곡률과 동일한 형상으로 형성된 거치부재과, 상기 거치부재에 고정되어 다이크로익 렌즈를 고정 및 각도조절이 가능하도록 하는 고정수단으로 구성된다.
상기와 같은 본 발명은 원형의 다이크로익 렌즈를 별도의 고정 수단을 이용하여 거치부재에 고정하도록 구성된 것으로서, 이에 따른 상기 다이크로익 렌즈의 좌우회동에 의해 편광방향을 쉽고 정확하게 조정 할 수 있는 탁월한 효과가 있는 것이다.

Description

ＬＣＤ 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조{Structure for fixing to Dichroic lens of Projector LCD}
도 1은 일반적인 LCD 프로젝터의 광학계를 나타낸 구성도.
도 2는 종래기술에 따른 다이크로익 렌즈의 고정구조를 보인 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 다이크로익 렌즈의 고정구조를 보인 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 고정플레이트의 일 실시예를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 고정플레이트의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1,11: 거치부재 2,12: 장착부 13: 고정플레이트
14: 스크류 15: 고정수단 70: 다이크로익 렌즈
71: 편광판 80: LCD 패널 100: 광학계
본 발명은 램프에서 나온 빛을 스크린에 투사해 초대형 화면을 구현하는 LCD 프로젝터에 있어서, 특히 광합성계의 일 구성요소인 LCD 패널에 빛을 편광시키는 편광판이 부착된 다이크로익 렌즈를 임의로 조정하여 편광정도를 최적화 시킴으로 서, LCD 프로젝터의 휘도 및 콘트라스트를 향상하게된 LCD 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조에 관한 것이다.
일반적으로 LCD(Liquid Crystal Display) 프로젝터는 슬라이드 환등기 및 OHP, 실물화상기 등을 이용한 브리핑이나 교육에서 보다 발전되어, 컴퓨터 및 캠코더,DVD,VTR 등을 LCD 프로젝터에 직접 연결하여 스크린에 투사시켜 각종 프리젠테이션이나 멀티미디어 교육을 할 수 있는 첨단 시청각용 영상기기이다.
상기와 같은 용도로서 널리 사용되고 있는 일반적인 LCD 프로젝터의 광학계에 대하여 설명하면 다음과 같다.
상기, LCD 프로젝터의 광학계(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 내부에 백색광이 생성되는 램프(10)와, 상기 램프(10)에 의해 생성된 백색광을 모아서 일방향으로 반사시키는 반사경(20)과, 상기 반사경(20)을 통해 반사된 백색광의 조명면적을 LCD 패널(80)의 크기에 맞추며 빛의 세기를 고르게 하는 FEL(Fly Eye Lens : 파리눈 렌즈) 렌즈부(30)와, 상기 FEL 렌즈부(30)에서 조정된 백색광을 반사시키는 전반사 미러(40)와, 빛의 직진성이 보정되는 집광렌즈(50)와, 일정색상의 빛은 통과시키고 그 외 빛은 모두 반사시키는 색 필터(60)와, 상기 색 필터(60)를 통과한 일정색의 빛이 다시 한번 필터링 되는 다이크로익 렌즈(70)와, 상기 다이크로익 렌즈(70)를 통과한 일정색의 빛에 의하여 활성화되는 LCD 패널(80)과, 상기 LCD 패널(80)에 생성된 일정색의 화상이 조합되어 완전한 화상으로 변환되는 다이크로익 프리즘(90)과, 상기 다이크로익 프리즘(90)에서 조합되어진 화상을 확대하여 스크린에 투사시키는 투사렌즈(95)로 구성된다.
상기와 같이 형성된 LCD 프로젝터 광학계(100)는 크게 램프(10)에서 나온 빛을 다수의 렌즈 및 미러들을 통하여 조명 사이즈의 균일성을 가지고 R,G,B의 세가지 빛으로 분리하여 LCD 패널(80)에 입사되도록 하는 조명계와, 조명계로부터의 입사된 빛이 R,G,B의 각 LCD 패널(80)을 통과하여 나온 빛이 하나로 합성됨과 동시에 투사렌즈(95)를 통해 스크린 전면으로 확대 시켜주는 광광합성계로 구성된다.
상기, 광합성계에서 다이크로익 프리즘(90)은 R,G,B 각 LCD 패널을 통과한 각 색의 화상을 하나로 합성하는 역할을 하고, 투사 렌즈(95)는 상기 다이크로익 프리즘(90)을 통해 합성된 화상을 스크린에 확대 투사되도록 하는 역할을 한다.
상기와 같이 구성된 LCD 프로젝터 광학계(100)의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저 LCD 프로젝터 광학계(100)의 구성요소 중 램프(10)에서 생성되어 반사경(20)에 의해 일방향으로 발사된 백색광은 FEL 렌즈부(30)에서 조정된 다음 전반사 미러(40a)에 반사되고, 집광렌즈(50)를 통과하게 된다.
이후 상기 백색광은 색 필터(60a)에서 빨간색만 통과되어 전반사 미러(40b)와 다이크로익 렌즈(70a)를 거쳐 LCD 패널(80a)에 도달되며, 상기 빨간색 빛이 입사된 상기 LCD 패널(80a)은 활성화되어 빨간색에 대응되는 화상이 생성된다.
또한, 상기 색 필터(60a)에서 빨간색이 제거된 빛은, 다음 색 필터(60b)에 의하여 파란색 빛은 통과하고 녹색 빛은 반사되는데, 상기 녹색 빛은 다이크로익 렌즈(70b)를 거쳐 LCD 패널(80b)에 도달되며, 상기 녹색 빛이 입사된 상기 LCD 패널(80b)은 활성화되어 녹색에 대응되는 화상이 생성된다.
그리고, 상기 색 필터(60a)를 통과한 파란색 빛은 전반사 미러(40c)(40d)와 다이크로익 렌즈(70c)를 거쳐 LCD 패널(80c)에 도달되며, 상기 LCD 패널(80c)의 활성화에 의해 파란색에 대응되는 화상이 생성되게 된다.
이와 같이 상기 세 개의 LCD 패널(80)에서 생성된 빨간색, 녹색, 파란색의 화상은 다이크로익 프리즘(90)에 의해 조합되어 완전한 화상으로 변환되고, 상기 조합되어진 화상은 투사렌즈(95)를 통해 스크린에 확대된 이미지로 구현되어 사용자에게 선명하고 생동감있는 대형화면의 영상을 제공 할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같은 구성 및 작동 과정에 의한 LCD 프로젝터는 LCD 패널(80)에서 자체적으로 광원을 만들어 내지 못하고 별도의 광원 즉, 램프에서 방출되는 빛을 이용하여야 하는 특성을 가진다.
이러한 특성을 갖는 LCD 프로젝터에서는 LCD 프로젝터의 성능지표라고 할 수 있는 휘도(면의 밝기) 및 콘트라스트(색 대비)를 최적의 상태로 나타내주기 위해서는 광원을 적절히 제어 할 수 있도록 하는 조명계의 설계와 더불어 조명계를 구성하는 각각의 광학부품들이 유기적으로 얼라인(Align)을 유지 할 수 있도록 하는 것이 무엇보다도 중요하다.
특히, 상기 조명계 중에서도 LCD 패널(80)에 최종적으로 빛을 편광시켜주는 편광판(71)이 부착된 다이크로익 렌즈(70)의 고정구조에 따라서 제품 성능이 좌우된다.
이상과 같은 편광판이 부착된 다이크로익 렌즈 및 상기 다이크로익렌즈가 고정되는 거치부재에 대해 설명하면 다음과 같다.
상기 다이크로익 렌즈(70)는 도 2에 도시한 바와 같이 LCD 패널(80)에서 요구하는 편광방향으로의 빛만 통과시키고 나머지는 흡수하는 역할을 하는 편광판(71)이 전면에 부착되고, 다이크로익 렌즈(70)가 거치부재(1)에서 틀어지지 않도록 하기 위해 다이크로익 렌즈(70)의 하부면을 수평하게 절단하여 컷팅면(72)을 형성한 구조이다.
이때, 상기 편광판(71)은 편광판(71)의 투광방향과 렌즈의 컷팅면(72)이 일치되도록 하여 다이크로익렌즈에 부착하게되며, 상기 다이크로익 렌즈(70)의 하부면에 컷팅면(72)을 형성한 것은 편광판(71)의 편광방향이 다이크로익 렌즈(70)의 회전이나 요동에 의해서 틀어지지 않도록 하기 위함이다.
상기 거치부재(1)은 상기 다이크로익 렌즈(70)를 취부시키기 위하여 바닥면에서 일정높이로 형성된 블록체에 다이크로익 렌즈(70)의 장착부(2)가 형성되어 있고, 상기 장착부(2)의 좌우측 수직면에 상기 다이크로익 렌즈(70)가 삽입될 수 있도록 일정 깊이의 슬라이드 홈(2a)이 형성되어 있으며, 상기 장착부(2)의 바닥면에는 상기 다이크로익 렌즈(70)의 컷팅면(72)이 안치 될 수 있게 상기 컷팅면(72)과 동일한 면의 거치부(26)가 형성된 구조이다.
이때 상기 다이크로익 렌즈(70)의 하부면과 상기 다이크로익 렌즈(70)가 삽입 고정되는 거치부재(1)의 장착부(2) 바닥면을 수평하게 형성하는 이유는, 상기 거치부재(1) 내에 삽입 고정된 다이크로익 렌즈(70)의 움직임을 잡아주기 위한 번거로움을 해결하기 위한 것이지만,
상기와 같은 구조는 상기 편광판(71)이 다이크로익 렌즈(70)의 컷팅면(72)과 평행하게 부착되지 않을 경우,
상기 편광판(71)의 편광방향이 틀어지게 되서 LCD 패널(80)에 제대로 빛을 투광시키지 못해 기기의 성능이 저하되어 빛의 밝기를 조절하지 못하는 즉, 콘트라스트가 나빠지게 되는 문제점이 있으며,
특히 편광판(71)을 제대로 붙이더라도 다이크로익 렌즈(70)의 컷팅면(72)과 맞닿는 거치부재(1)에 형성한 거치부(2b)가 수평으로 정확히 가공되지 못하면 편광방향이 제대로 얼라인(Align)되지 않는 등 커다란 문제점이 있는 것이다.
또한, 편광판(71)과 다이크로익 렌즈(70)와 거치부재(1)가 똑바로 얼라인(Align)이 되더라도 편광판(71)에 입사하는 빛이 조명계 부품 자체의 오차로 인해서 평행하게 들어오지 않는 다면 이를 제대로 보정해줄 수 없게 되는 문제점도 있었다.
그리고, 상기 다이크로익 렌즈(70)의 하부면에 컷팅면(72)을 형성함으로써, 빛을 받아들이고 편광시킬 수 있는 체적면이 감소하기 때문에 그만큼 빛의 손실이 따르고 요구하는 성능을 발휘하지 못하고 콘트라스트가 나빠지게 되는 등의 문제점과 함께 최대밝기를 내는데도 문제가 있게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 각종 렌즈나 미러 등과 같은 단품들의 제작시점에서 발생할 수 있는 공차 또는 이들의 조합시에 발생하게 되는 공차에 관계없이 간단한 최적화 과정을 거쳐서 LCD 패널에 최적의 상태의 선명하고 깨끗한 화상을 투광시킬 수 있도록 하는 다이 크로익 렌즈의 고정구조를 제공함에 있다.
또한, 다이크로익 렌즈 및 거치부재의 거치대를 둥글게 형성시킴으로서, 다이크로익 렌즈와 접지되는 거치부재의 접지면에 대한 가공오차를 극복할 수 있도록 하는데 목적이 있는 것이다.
또 다른 목적으로는 다이크로익 렌즈를 거치부재에 최적의 상태로 장착될 수 있도록하며 장착후의 보정 작업이 쉽고, 간편하도록 한 고정수단을 제공함에 있는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LCD 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조는, 전면에 편광판이 부착된 원형의 다이크로익 렌즈와, 상기 다이크로익 렌즈를 거치 할 수 있게 상기 다이크로익 렌즈의 곡률과 동일한 형상으로 형성된 거치부재와, 상기 거치부재에 고정되어 다이크로익 렌즈를 고정 및 각도조절이 가능하도록 하는 고정수단으로 구성된다.
상기 고정수단은 상기 거치부재 상단에 고정될 수 있도록 중앙에 관통 홀이 형성된 평판부와, 상기 평판부 일측에 일정각도로 절곡되어 다이크로익 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부와, 상기 렌즈 지지부 양측면에 절곡되어 상기 다이크로익 렌즈의 좌우 흔들림을 방지하는 걸림턱부가 일체로 형성된 고정플레이트로 구성되어 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 LCD 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 LCD 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조는 전면에 편광판(71)이 부착된 다이크로익 렌즈(70)와, 상기 다이크로익 렌즈(70)가 거치될 수 있도록 상기 다이크로익 렌즈(70)의 곡률과 동일한 곡률로 형성된 거치부재(11)과, 상기 거치부재(11)에 다이크로익 렌즈(70)를 고정시키기 위한 고정수단(15)으로 구성되어 있다.
이때, 상기 다이크로익 렌즈(70)의 경우, 종래의 다이크로익 렌즈와는 달리 렌즈 하부면에 컷팅면을 형성하지 않고 원형을 그대로 유지하도록 하고, 빛을 편광 시키는 역할을 하는 편광판(71)이 전면에 부착된다.
또한, 상기 거치부재(11)는, 상기 다이크로익 렌즈(70)를 취부시키기 위하여 바닥면으로부터 일정높이 돌출 형성된 블록체에 형성된 장착부(12)와, 상기 장착부(12)의 좌우측면에 형성된 수직 가이드면(12a)과, 상기 수직 가이드면(12a)을 타고 삽입되는 다이크로익 렌즈(70)의 이탈을 막아주는 이탈방지판(12b)과, 상기 수직 가이드면(12a)의 연장 선상에 다이크로익 렌즈(70)의 곡률과 동일한 곡률로 형성한 렌즈 거치부(12c)와, 상기 렌즈 거치부(12c)의 양측단에 형성되어 회동되는 다이크로익 렌즈(70)의 이탈을 방지하는 가이드 돌기(12d)로 구성된다.
그리고, 상기 거치부재(11) 상단에 고정되는 고정수단(15)은, 중앙에 관통 홀(13b)이 형성된 평판부(13a)와, 상기 평판부(13a) 일측에 일정각도로 절곡되어 다이크로익 렌즈(70)를 지지하는 렌즈 지지부(13d)가 일체로 형성된 고정플레이트(13)로 이루어진다.
도 4는 본 발명에 따른 고정플레이트의 일 실시예를 나타낸 사시도로서, 도 4에 도시되어진 바와 같이 고정플레이트의 렌즈 지지부(13d) 끝단 양측면에 걸림턱부(13c)가 절곡되어 상기 다이크로익 렌즈(70)의 좌우 흔들림을 방지하도록 형성되어 진다.
도 5는 본 발명에 따른 고정플레이트의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도로서, 상기 도면에서와 같이 렌즈 지지부(13d')를 다이크로익 렌즈(70)의 곡률과 같게 형성하고 상기 렌즈 지지부(13d')의 길이와 동일하게 렌즈 지지부(13d') 양측면에 걸림턱(13c')을 형성하여 상기 다이크로익 렌즈(70)가 보다 밀접하게 고정되도록 한 구조이다.
이하, 본 발명의 작용에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명의 작용설명에 앞서 조립과정을 설명하면 먼저, 원형의 다이크로익 렌즈(70)의 전면에 빛을 편광시키는 편광판(71)을 부착시키고, 상기와 같이 편광판(71)이 부착된 다이크로익 렌즈(70)를 거치부재(11)의 장착부(12)에 장착시키는데, 이때 다이크로익 렌즈(70)는 상기 장착부(12)의 좌우측면에 형성된 수직 가이드면(12a)을 타고 상기 장착부(12)의 렌즈 거치부(12c)에 거치되며, 상기와 같이 거치된 다이크로익 렌즈(70)가 장착부(12)에서 이탈되지 않도록 이탈방지판(12b)과 가이드 돌기(12d)의 지지를 받게된다.
이후, 고정플래이트(13)에 의해 상기 다이크로익 렌즈(70)가 거치부재(11)에 고정될 수 있도록 스크류를 이용해 상기 고정플래이트(13)를 상기 거치부재(11) 상 단에 고정시킴으로서 본 발명에 대한 조립과정이 종료된다.
상기와 같이 조립이 완료된 다이크로익 렌즈(70)의 최적화 조정작업이 필요한데, 우선 거치부재(11)에 좌우 회동이 가능한 상태로 장착된 다이크로익 렌즈(70)를 세심한 주위를 기울여 좌우로 회동시키면 스크린에 나타난 화면에서 가장 밝아지는 부분 혹은 가장 어두워지는 부분을 찾을 수 있게 되는데, 여기에서 가장 밝아지거나 어두워지는 시점을 기준으로 하여 다이크로익 렌즈(70)의 고정상태를 최적화 시킬 수 있는 지점을 찾을 수가 있게되며, 상기와 같이 최적화된 부분을 찾은 후에는 다이크로익 렌즈(70)가 움직이지 않도록 고정해야 하므로 고정플레이트(13)의 렌즈 지지부(13d)과 다이크로익 렌즈(70)와 닿는 부분을 본딩시킨다.
상기와 같은 본 발명은, 기타의 정밀한 광학부품의 얼라인(Align)에도 충분히 응용할 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명은 원형의 다이크로익 렌즈를 별도의 고정 수단을 이용하여 거치부재에 고정하도록 구성된 것으로서, 이에 따른 상기 다이크로익 렌즈의 좌우회동에 의해 자연스럽게 이루어져 편광방향을 쉽고 정확하게 조정 할 수 있는 탁월한 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 편광판 및 거치부재의 단품상에서 가공오차가 발생 되더라도 이를 하나하나 보정해주어야 하는 번거움이 없기 때문에 공차 조정에 따른 작업 시간을 현격하게 줄이게 된다.
그리고, 상기 다이크로익 렌즈의 고정구조는 어떠한 조명계에서도 편광방향 및 투광 효율을 최적화 할 수 있음으로써, LCD 프로젝터의 휘도 및 콘트라스트를 크게 향상 시키게 되어 결국 제품의 성능을 향상시킬 수 있는 탁월한 효과를 갖게 된다.

Claims (5)

  1. 전면에 편광판이 부착된 원형의 다이크로익 렌즈와,
    상기 다이크로익 렌즈를 거치 할 수 있게 상기 다이크로익 렌즈의 곡률과 동일한 형상으로 형성된 거치부재와,
    상기 거치부재에 고정되어 다이크로익 렌즈를 고정 및 각도조절이 가능하도록 하는 고정수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 거치부재는, 상기 다이크로익 렌즈를 취부시키기 위하여 바닥면으로부터 일정높이 돌출 형성된 블록체에 형성된 장착부와,
    상기 장착부의 좌우측면에 형성된 수직 가이드면과,
    상기 수직 가이드면을 타고 삽입되는 다이크로익 렌즈의 이탈을 막아주는 이탈방지판과,
    상기 수직 가이드면의 연장 선상에 다이크로익 렌즈의 곡률과 동일한 곡률로 형성한 렌즈 거치부와,
    상기 렌즈 거치부의 양측단에 형성되어 회동되는 다이크로익 렌즈의 이탈을 방지하는 가이드 돌기로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고정수단은, 상기 거치부재 상단에 고정될 수 있도록 중앙에 관통 홀이 형성된 평판부와,
    상기 평판부 일측에 일정각도로 절곡되어 다이크로익 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 고정수단은, 상기 거치부재 상단에 고정될 수 있도록 중앙에 관통 홀이 형성된 평판부와,
    상기 평판부 일측에 일정각도로 절곡되어 다이크로익 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부와,
    상기 렌즈 지지부 양측면에 절곡되어 상기 다이크로익 렌즈의 좌우 흔들림을 방지하는 걸림턱부가 일체로 형성된 고정플레이트로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 고정수단은, 상기 거치부재 상단에 고정될 수 있도록 중앙에 관통 홀이 형성된 평판부와,
    상기 평판부 일측에 다이크로익 렌즈의 곡률과 동일한 곡률로 절곡되어 다이 크로익 렌즈를 지지하는 렌즈 지지부와,
    상기 렌즈 지지부의 길이와 동일하게 렌즈 지지부 양측면에 절곡되어 다이크로익 렌즈의 좌우 흔들림을 방지하는 걸림턱부가 일체로 형성된 고정플레이트로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 프로젝터의 다이크로익 렌즈 고정구조.
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