KR102331579B1 - 프로젝션 장치의 투사 광학계 - Google Patents

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Abstract

투사 광학계를 개시한다. 일 실시 예에 따른 투사 광학계는 온도에 따른 초점거리 변화를 보상하기 위한 온도보상렌즈를 포함하고, 이미지소자로부터 광이 입사되는 제1렌즈군; 및 복수의 실린더 렌즈를 포함하고, 상기 제1렌즈군을 통과한 광의 아나모픽 인자를 조정하여 출사하는 제2렌즈군을 포함할 수 있다.

Description

프로젝션 장치의 투사 광학계{OPTICAL SYSTEM OF PROJECTION DEVICE}
아래의 설명은 프로젝션 장치의 투사 광학계에 관한 것이다.
프로젝션 장치는 디스플레이소자를 통해 구현된 영상을 스크린으로 확대 투사하여 대형의 이미지를 제공한다. 프로젝션 장치는 광원에서 발생한 광을 이미징 패널(DMD)에 조사하고, 이미징 패널에 입력된 이미지에 따라 생성된 반사광을 스크린에 투사하게 된다. 최근에는 투명 재질로 형성되는 스크린을 통해, 스크린 너머의 시각 정보를 프로젝션 장치를 통해 생성된 이미지와 동시에 인식함으로써, 증강 현실이나 혼합 현실을 제공하는 방식이 대두되고 있다.
이미지의 생성은 디스플레이 소자를 통해 생성되는데, 최근에는 개별 제어되는 반사면을 가지는 복수의 마이크로미러가 배열된 이미징 패널이 사용되는 경향이 높아지고 있다. 이미징 패널은 마이크로미러가 배열된 반사 영역을 통해 이미지의 반사광을 생성하는데, 프로젝션 장치를 통해 생성되는 투사 이미지는 마이크로미러의 반사 영역과 동일한 비율로 스크린에 투사된다.
스크린에 투영되는 투사 이미지는 목적에 따라 다양한 화면비로 투사될 필요가 있는데, 투사 이미지의 화면비를 조절하기 위해 복수의 렌즈를 포함하는 투사 광학계가 사용될 수 있다. 이러한 렌즈를 통한 화면비 조절은, 온도 변화에 따른 렌즈의 굴절률 변화에 영향을 받기 때문에, 요구하는 해상력이 온도에 따라 저감되는 문제가 발생한다.
특히, 프로젝션 장치가 자동차에 설치되는 경우, 프로젝션 장치를 구성하는 기구들이 자동차의 고온 환경에서 열에 의해 수축 팽창하게 되는데, 이러한 현상은 렌즈의 고정된 위치를 변화시키게 되므로, 투사 광학계의 초점거리가 변화하여 스크린에 맺힌 투사 이미지의 포커스가 틀어지는 현상이 발생할 수 있다.
전술한 배경기술로서 설명된 내용은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 인정하는 것이라고 할 수는 없다.
실시 예의 목적은, 온도 변화에 따른 투사 영상의 해상도 변화를 저감시키기 위한 투사 광학계를 제공하는 것이다.
실시 예의 목적은, 프로젝션 장치의 렌즈의 위치가 온도 변화에 따라 틀어짐에 따른 초점거리 변화를 보상하기 위한 투사 광학계를 제공하는 것이다.
투사 영상의 목적에 따라 투사 이미지의 화면비를 조절 가능한 투사 광학계를 제공하는 것이다.
실시 예에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시 예에 따른 투사 광학계는, 온도에 따른 초점거리 변화를 보상하기 위한 온도보상렌즈를 포함하고, 이미지소자로부터 광이 입사되는 제1렌즈군; 및 복수의 실린더 렌즈를 포함하고, 상기 제1렌즈군을 통과한 광의 아나모픽 인자를 조정하여 출사하는 제2렌즈군을 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제1렌즈군으로부터 출사된 광은 광축을 교차하여 상기 제2렌즈군에 입사될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 온도보상렌즈는 상기 제1군렌즈를 구성하는 복수의 렌즈 중 가장 높은 굴절율을 가질 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 온도보상렌즈는 글라스 재질로 형성되는 비구면렌즈일 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제1렌즈군은 양의 굴절율을 가지는 제1구면렌즈와, 음의 굴절율을 가지는 제2구면렌즈를 더 포함하고, 상기 온도보상렌즈는 상기 제1구면렌즈 및 제2구면렌즈 사이에 배치될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제2렌즈군은 음의 굴절율을 가지는 제1실린더 렌즈; 및 양의 굴절율을 가지는 제2실린더 렌즈를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제1실린더 렌즈는 상기 제2실린더 렌즈보다 상기 제1렌즈군에 인접하게 배치될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제2렌즈군은 상기 제1실린더 렌즈 및 제2실린더 렌즈 사이에 위치하고, 양의 굴절율을 가지는 볼록렌즈를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 볼록렌즈는 글라스 재질로 형성되는 비구면 렌즈일 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 볼록렌즈 및 온도보상렌즈는, 온도변화에 따른 굴절율 변화의 비가 음수일 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제2렌즈군은 상기 볼록렌즈 및 제2실린더 렌즈 사이에 배치되고, 음의 굴절율을 가지는 오목 렌즈를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 제2렌즈군은 상기 제2실린더 렌즈를 통과한 광이 입사되고, 음의 굴절율을 가지는 매니스커스 렌즈를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 이미징 패널(DMD)에서 생성된 이미지를 스크린에 투영하는 투사광학계에 있어서, 상기 투사광학계는 상기 스크린에 투영되는 투사 이미지의 목표 화면비(aspect ratio)에 따라, 상기 이미징 패널에서 생성된 이미지의 아나모픽 인자를 조정하는 복수의 실린더 렌즈; 및 온도에 기한 상기 투사 이미지의 해상도 변화를 보상하도록, 온도 변화에 대응하여 굴절율이 변화하는 복수의 온도보상렌즈를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 복수의 실린더 렌즈 및 복수의 온도보상렌즈는, 광축을 따라서 교차하도록 배치될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 복수의 실린더 렌즈는 음의 굴절율을 가지는 제1실린더 렌즈; 및 양의 굴절율을 가지는 제2실린더 렌즈를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 온도보상렌즈는 글라스 재질로 형성되고, 양의 굴절율을 가지는 비구면 렌즈일 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 온도보상렌즈는 온도변화 대비 굴절율의 변화 비가 음수일 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 목표 화면비는 1: 1.35 내지 1:145일 수 있다.
실시 예에 따른 투사 광학계는, 서로 다른 재질로 형성되는 복수의 렌즈를 통해 온도 변화에 따른 해상도 저감을 감소시킬 수 있다.
실시 예에 따른 투사 광학계는, 입사되는 이미지광의 아나모픽 인자를 조절함으로써, 투사 이미지의 비율을 목표 값에 맞출 수 있다.
실시 예에 따른 투사 광학계의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 실시 예에 따른 투사 광학계가 적용된 프로젝션 장치의 구조도이다.
도 2 및 도 3은 실시 예에 따른 투사 광학계를 서로 다른 좌표 방향에서 바라본 단면도이다.
도 4 및 도 5는 온도 변화에 따른 투사 광학계의 초점거리 변화를 나타내는 그래프이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 실시 예에 따른 투사 광학계(10)가 적용된 프로젝션 장치의 구조도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 투사 광학계(10)는 프로젝션 장치에 적용될 수 있다. 투사 광학계(10)는 이미징패널에서 생성된 이미지 광을 스크린(S)에 투영할 수 있다. 이미징 패널(D)은 개별 제어되는 반사면을 가지는 복수의 마이크로미러가 배열되는 구조로 형성되며, 복수의 마이크로미러가 배열된 영역은 입사되는 광을 입력된 이미지에 맞추어 반사함으로써 이미지 광을 생성할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 이미징 패널(D)에서 이미지 광이 생성되는 영역을 반사 영역이라 표현하도록 하며, 상기 반사 영역은 가로세로 A:B의 화면비를 가지는 것으로 가정하여 설명하도록 한다.
투사 광학계(10)는 이미징 패널(D)로부터 입사된 이미지 광을 스크린(S)에 투영하는 과정에서, 이미지 광의 화면비를 조절할 수 있다. 또한, 투사 광학계(10)는 온도 변화에 따른 초점 거리를 자체적으로 보정함으로써, 온도 변화에 따라 투사 이미지의 해상도가 저감하는 것을 최소화할 수 있다.
도 2 및 도 3은 실시 예에 따른 투사 광학계(10)를 서로 다른 좌표 방향에서 바라본 단면도이다. 구체적으로, 도 2는 투사 광학계(10)의 X축 방향 단면도이고, 도 3은 투사 광학계(10)의 Y축 방향 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 실시 예에 따른 투사 광학계(10)는 이미징 패널(D)로부터 스크린(S)을 향하는 방향을 따라, 순서대로 배치되는 복수의 렌즈로 구성될 수 있다. 투사 광학계(10)는 Z축 방향의 광축을 가질 수 있다. 투사 광학계(10)는 이미지소자로부터 광을 입사받는 제1렌즈군(110)과, 제1렌즈군(110)을 통과한 광의 아나모픽 인자, 즉, 화면비를 조정하여 스크린(S)으로 출사하는 제2렌즈군(120)을 포함할 수 있다. 투사광학계에서 제1렌즈군(110)을 통과한 광은 제2렌즈군(120)을 통과하게 되는데, 제1렌즈군(110)으로부터 출사된 광은 광축을 교차하여 제2렌즈군(120)에 입사될 수 있다.
제1렌즈군(110)은 제2렌즈군(120)으로 입사되는 광의 초점거리를 보상할 수 있다. 제1렌즈군(110)은 제1구면렌즈(111), 제2구면렌즈(113) 및 온도보상렌즈(112)를 포함할 수 있다.
제1구면렌즈(111)는 양의 굴절능을 가지고, 양면이 볼록하게 형성될 수 있다. 제2구면렌즈(113)는 음의 굴절능을 가지고 양면이 오목하게 형성될 수 있다.
제1구면렌즈(111) 및 제2구면렌즈(113)는 제1렌즈군(110)을 통과한 광의 경로를 설정할 수 있다. 제1구면렌즈(111) 및 제2구면렌즈(113)는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
온도보상렌즈(112)는 온도에 따른 초점거리의 변화를 보상할 수 있다. 온도보상렌즈(112)는 제1구면렌즈(111) 및 제2구면렌즈(113) 사이에 배치될 수 있다. 온도보상렌즈(112)는 비구면으로 형성될 수 있다. 온도보상렌즈(112)는 제1구면렌즈(111) 및 제2구면렌즈(113) 사이에 위치함으로써, 제1렌즈군(110)을 통과하는 광의 왜곡수차를 보정하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 온도보상렌즈(112)는 비구면으로 형성되는 표면을 통해 투사 광학계(10)의 왜곡수차를 감소시켜 투사 이미지의 해상력을 유지시키는 기능을 수행할 수 있다.
온도보상렌즈(112)는 제1렌즈군(110)을 구성하는 복수의 렌즈 중 가장 높은 양의 굴절능을 가질 수 있다. 따라서, 제1렌즈군(110)의 초점거리는 온도보상렌즈(112)에 의해 가장 영향을 높게 받을 수 있다. 온도보상렌즈(112)는 온도 상승에 따라 굴절율이 감소하는 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 온도보상렌즈(112)는 글라스 재질로 형성될 수 있다. 온도보상렌즈(112)는 투사 광학계가 설치된 장치에 열이 가해짐으로써, 투사 광학계를 구성하는 각각의 렌즈의 위치가 변화함에 따라 발생하는 초점거리 변화를 보정할 수 있다. 예를 들어, 자동차와 같이 고온이 가해지는 환경에서 투사 광학계가 설치된 기구는 열에 의해 수축 또는 팽창하게 되는데, 이 경우 투사 광학계를 구성하는 렌즈들의 위치가 기구에 의해 함께 변화하게 된다. 온도보상렌즈(112)는 온도 변화에 따라 굴절율이 변화함으로써, 투사 광학계를 구성하는 다른 렌즈들의 위치 변화에 따른 초점 거리 변화를 보상하여, 투사 광학계 전체의 초점을 스크린에 위치시킬 수 있다. 따라서, 스크린에 투사되는 투사 이미지는 투사 광학계가 위치한 온도에 관계없이 일정하게 유지되어, 투사 이미지의 포커스가 틀어지는 문제가 방지될 수 있다.
제2렌즈군(120)은 제1렌즈군(110)으로부터 입사된 광의 아나모픽 인자, 즉, 가로세로 비율을 조정하여 출사시킬 수 있다. 제2렌즈군(120)은 제1실린더 렌즈(121a), 제2실린더 렌즈(123), 볼록렌즈(122), 오목렌즈(121b) 및 매니스커스 렌즈를 포함할 수 있다.
제1실린더 렌즈(121a)는 음의 굴절능을 가질 수 있다. 제1실린더 렌즈(121a)는 입사면은 평평하게 형성되고, 출사면은 X축방향을 따라 오목하게 형성되어 있다. 따라서, 제1실린더 렌즈(121a)는 입사광을 수직한 방향, 즉, X축방향으로 확대시킬 수 있다. 이 경우, 제1실린더 렌즈(121a)의 출사면은 Y축방향으로 바라볼 때에는 평평하게 형성될 수 있다. 즉, 제1실린더 렌즈(121a)는 입사광의 X축인자, 즉, 출사 이미지의 가로 인자를 확대하는 기능을 수행할 수 있다.
제2실린더 렌즈(123)는 양의 굴절능을 가질 수 있다. 제2실린더 렌즈(123)는 입사면을 평평하게 형성되고, 출사면은 X축방향을 따라 볼록하게 형성되어 있다. 따라서, 제2실린더 렌즈(123)는 입사광을 수직한 방향, 즉, X축방향으로 축소시킬 수 있다. 이 경우, 제2실린더 렌즈(123)의 출사면은 Y축방향으로 바라볼 때에는 평평하게 형성되기 때문에, 제2실린더 렌즈(123)는 출사 이미지의 가로 인자를 축소하는 기능을 수행할 수 있다.
제1실린더 렌즈(121a) 및 제2실린더 렌즈(123)는 서로 반대되는 굴절능을 가지므로, 제2렌즈군(120)을 통과한 출사 이미지의 아나모픽 인자는 제1실린더 렌즈(121a) 및 제2실린더 렌즈(123)에 의해 상보적으로 결정될 수 있다. 즉, 제1실린더 렌즈(121a) 및 제2실린더 렌즈(123)의 상보적 작용을 통해, 제2렌즈군(120)을 통과한 이미지의 가로세로비가 결정될 수 있다. 이미지의 가로세로비는 목표 화면비에 따라 결정될 수 있는데, 바람직하게 목표 화면비는 1: 1.35 내지 1:145일 수 있다.
제1실린더 렌즈(121a)는 제2실린더 렌즈(123)보다 제1렌즈군(110)에 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 제1렌즈군(110)을 통과한 광은 제1실린더 렌즈(121a)로 입사될 수 있다. 이 경우, 볼록렌즈(122)는 제1실린더 렌즈(121a) 및 제2실린더 렌즈(123) 사이에 위치할 수 있다.
볼록렌즈(122)는 제2렌즈군(120)의 초점거리가 온도에 따라 변화하는 것을 보상할 수 있다. 볼록렌즈(122)는 비구면으로 형성되고, 양의 굴절율을 가질 수 있다. 볼록렌즈(122)는 온도 상승에 따라 굴절율이 감소하는 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 볼록렌즈(122)는 글라스 재질로 형성될 수 있다. 볼록렌즈(122)는 투사 광학계가 설치된 장소의 온도 상승에 따른 다른 렌즈들의 위치 변화를 고려하여, 설정된 온도 변화 대비 굴절율 변화의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 투사 광학계가 설치된 기구가 고온의 환경에 놓여진 경우, 기구 자체의 팽창으로 인해 투사 광학계를 구성한는 각 렌즈들의 위치가 변화할 수 있다. 이 경우, 볼록렌즈(122)는 온도 상승에 따라 굴절율이 변화함으로써, 다른 렌즈들의 위치 변화에 따른 투사 광학계의 포커스 위치 변화를 보상할 수 있다.
오목렌즈(121b)는 볼록렌즈(122) 및 제2실린더 렌즈(123) 사이에 배치될 수 있다. 오목렌즈(121b)는 음의 굴절능을 가질 수 있다. 오목렌즈(121b)는 제2실린더 렌즈(123)와 결합된 형태로 배치될 수 있다. 오목렌즈(121b)는 제2실린더 렌즈(123)를 통한 아나모픽 인자 조정과정에서 제2실린더 렌즈(123)에 의해 발생하는 왜곡수차를 보정하는 기능을 수행할 수 있다.
매니스커스 렌즈는 제2실린더 렌즈(123)를 통과한 광을 입사받아 스크린(S)으로 투사할 수 있다. 매니스커스 렌즈는 음의 굴절능을 가질 수 있다. 매니스커스 렌즈는 제2실린더 렌즈(123)를 향하는 면이 오목지게 형성될 수 있다.
정리하면, 투사 광학계(10)는 광축에 대한 광의 교차 지점을 중심으로, 제1렌즈군(110) 및 제2렌즈군(120)으로 구분될 수 있다. 각각의 렌즈군은 온도 변화에 따른 굴절율의 변화를 보상하기 위한 하나 이상의 온도보상렌즈(112)를 포함할 수 있다. 제1렌즈군(110)의 경우 제1구면렌즈(111) 및 제2구면렌즈(113) 사이에 온도보상렌즈(112)가 구비되고, 제2렌즈군(120)의 경우에는 볼록렌즈(122)가 온도보상렌즈(112)의 기능을 수행한다. 투사 광학계(10)에서 온도보상렌즈(112)는 글라스 재질로 형성되고 온도 변화 대비 굴절율의 변화값이 음수값을 가지며, 온도보상렌즈(112)를 제외한 나머지 렌즈의 경우에는 플라스틱 재질로 형성되고 온도 변화 대비 굴절율의 변화값이 양수값을 가질 수 있다. 따라서, 투사 광학계(10)는 온도보상렌즈(112)를 통해 온도 변화에 따른 굴절율의 변화를 보상하고, 온도보상렌즈(112)는 비구면으로 형성되기 때문에 다른 렌즈를 통과하는 과정에서 발생하는 색수차 및 왜곡수차의 보정을 수행하여 투사 광학계(10)를 통과한 이미지의 해상도를 향상시킬 수 있다.
투사 광학계(10)는 제1실린더 렌즈(121a) 및 제2실린더 렌즈(123)를 포함하고, 각각의 실린더 렌즈는 서로 반대되는 부호의 굴절율을 가지게 되므로, 투사 광학계(10)를 통과한 광의 아나모픽 인자를 상보적으로 결정하게 된다. 이 경우, 온도보상렌즈(112)와 실린더 렌즈는 광축을 따라 교차하도록 배치되므로, 실린더 렌즈를 통과한 광의 수차 보정 및 온도 변화에 따른 굴절율 변화를 온도보상렌즈(112)가 보정할 수 있다.
표 1은 실시 예에 따른 투사 광학계를 구성하는 렌즈의 수치 데이터를 나타낸다
순서 (
Figure 112021125444625-pat00001
n/
Figure 112021125444625-pat00002
T)rel.		 EFL Surface type
제1렌즈군 L1 -1.1 24.2 Sphere
L2 -6.3 21.2 Asphere
L3 1.2 -12.0 Sphere
제2렌즈군 L4 2.8 -93.6 Cylinder(Conc)
L5 -3 26.5 Asphere
L6 -1.1 -50.7 Sphere
L7 -1.1 55.7 Cylinder(conv)
L8 3 -61.4 Sphere
도 4 및 도 5는 온도 변화에 따른 투사 광학계의 초점거리 변화를 나타내는 그래프이다.(도 4 및 도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 투사 광학계의 초점거리 변화를 확인할 수 있다. 도 4는 25도에서의 투사 광학계의 초점거리를 도시하며, 도 5는 105도에서의 투사 광학계의 초점거리를 도시한다. 온도가 약 80도 증가한 상태에서, 온도보상렌즈는 다른 렌즈의 초점 거리 변화를 보상하여 굴절율이 변화하게 되므로, 투사 광학계 전체의 초점거리는 약 30마이크로미터의 변화가 발생한 것을 확인할 수 있다.
일반적으로, 투사 광학계가 설치된 기구는 주변 온도가 상승함에 따라 팽창할 수 있다. 즉, 투사광학계와 조명광학계를 포함하는 모듈 기구물 자체의 팽창으로 인해 투사광학계와 이미징 패널인 DMD소자 사이의 거리가 멀어질 수 있다.
이러한 현상은 투사광학계를 통과한 광의 초점거리를 변화시키게 되어, 스크린에 투사되는 이미지의 해상도를 감소시키는 문제를 야기하게 된다. 온도보상렌즈는 온도가 상승함에 따라 굴절율이 감소하는 재질로 형성되고, 온도 변화에 따라 투사 광학계 전체의 초점거리를 증가시키도록 구성될 수 있다. 즉, 온도보상렌즈는 투사 광학계가 위치한 주변 온도 변화에 기한 렌즈군의 위치 변화를 고려하여 초점거리가 변화하므로, 결과적으로 투사 광학계 전체의 초점이 온도 변화에 관계 없이 초점에 위치하도록 보정하는 기능을 수행할 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
S: 스크린
10: 투사 광학계
D: 이미징 패널

Claims (17)

  1. 이미징 패널(DMD)에서 생성된 이미지를 스크린에 투영하는 투사광학계에 있어서,
    상기 이미징 패널의 이미지소자로부터 광을 입사받는 제1렌즈군; 및
    상기 제1렌즈군을 통과한 광의 아나모픽 인자를 조절하여 상기 스크린으로 출사하는 제2렌즈군을 포함하고,
    상기 제1렌즈군은,
    양의 굴절능을 가지는 제1구면렌즈와, 음의 굴절능을 가지는 제2구면렌즈 및, 광축을 기준으로 상기 제1구면렌즈 및 제2구면렌즈 사이에 배치되고 온도 상승에 따라 굴절율이 감소하는 온도보상렌즈를 포함하고,
    상기 제2렌즈군은,
    음의 굴절능을 가지는 제1실린더 렌즈와, 양의 굴절능을 가지는 제2실린더 렌즈, 광축을 기준으로 상기 제1실린더 렌즈 및 제2실린더 렌즈 사이에 배치되고 양의 굴절능을 가지는 볼록렌즈, 및 상기 광축을 기준으로 상기 볼록렌즈 및 제2실린더 렌즈 사이에 배치되고 음의 굴절능을 가지는 오목렌즈를 포함하고,
    상기 온도보상렌즈 및 상기 볼록렌즈는 글라스 재질로 형성되고, 온도 변화에 따른 제1렌즈군 및 제2렌즈군 각각의 초점거리를 보상함으로써, 온도 변화에 따른 투사 이미지의 해상도 저감을 최소화하는, 투사 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1렌즈군으로부터 출사된 광은 상기 광축을 교차하여 상기 제2렌즈군에 입사되는, 투사 광학계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 온도보상렌즈는 상기 제1렌즈군을 구성하는 복수의 렌즈 중 가장 높은 양의 굴절능을 가지는, 투사광학계.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1실린더 렌즈는 상기 제2실린더 렌즈보다 상기 제1렌즈군에 인접하게 배치되는, 투사광학계.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 볼록렌즈 및 온도보상렌즈는, 온도변화에 따른 굴절율 변화의 비가 음수인, 투사광학계.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2렌즈군은,
    상기 제2실린더 렌즈를 통과한 광이 입사되고, 음의 굴절능을 가지는 매니스커스 렌즈를 더 포함하는, 투사광학계
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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