KR19980040064A - 광학적 투사 시스템 및 이를 이용한 광 투사 방법 - Google Patents

Abstract

스크린 상에서의 휘도를 균일하게 할 수 있는 광학적 투사 시스템 및 이를 이용한 광 투사 방법이 개시되어 있다. 광학적 투사 시스템은 광선을 방출하기 위한 램프, 상기 광선의 세기를 변조시키기 위한 광 변조기, 상기 램프의 발광부위 부근에 위치하며, 상기 램프로 부터 방출되는 광선을 θ의 각도로 조절하여 상기 광 변조기로 조사시키기 위한 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈 어레이, 및 상기 광 변조기에 의해 광 세기가 변조된 광선을 스크린 상에 투사시키기 위한 프로젝션 렌즈를 구비한다. 상기 렌즈 어레이에 의해 램프로 부터 방출되는 광선이 θ의 각도로 집광되므로, 조도의 중심부에서 광학적 빈틈이 생기는 것을 방지할 수 있어 스크린 상에서의 휘도를 균일하게 할 수 있다. 또한, 램프로 부터 방출되는 광선을 평행광으로 만들기 위한 별도의 렌즈계가 필요하지 않으므로, 광학계를 콤팩트하게 구성할 수 있다.

Description

광학적 투사 시스템 및 이를 이용한 광 투사 방법

본 발명은 광학적 투사 시스템 및 이를 이용한 광 투사 방법에 관한 것으로, 특히 램프의 발광 분포에 의해 스크린 상에 나타나는 X자 형태의 패턴을 제거하여 스크린 상에서 균일한 휘도를 얻을 수 있는 광학적 투사 시스템 및 이를 이용한 광 투사 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 광학 에너지(Optical energy)를 스크린 상에 투영하기 위한 장치인 공간적인 광 변조기(Spatial light modulator)는 광 통신, 화상 처리, 및 정보 디스플레이 장치와 같은 다양한 분야에 응용될 수 있다. 통상적으로 이러한 장치들은 광학 에너지를 스크린 상에 표시하는 방법에 따라 직시형 화상 표시 장치(Direct-view image display device)와 투사형 화상 표시 장치(Projection-type image display device)로 구분된다.

직시형 화상 표시 장치의 예로서는 CRT(Cathode Ray Tube)를 들 수 있는데, 이러한 CRT 장치는 소위 브라운관으로 불리는 것으로서 화질은 우수하나 화면의 대형화에 따라 그 중량과 용적이 증가하여 제조 비용이 상승하게 되는 문제가 있다.

투사형 화상 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : 이하 LCD라 칭함), 디포머블 미러 어레이(Deformable Mirror Device; 이하 DMD라 칭함), 및 액튜에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Array; 이하 AMA라 칭함)를 들 수 있다. 이러한 투사형 화상 표시 장치는 다시 그들의 광학적 특성에 따라 2개의 그룹으로 나뉠 수 있다. 즉, LCD와 같은 장치는 전송 광 변조기(Transmissive spatial light modulators)로 분류될 수 있는데 반하여, DMD 및 AMA는 반사 광 변조기(Reflective spatial light modulators)로 분류될 수 있다.

LCD와 같은 전송 광 변조기는 광학적 구조가 매우 간단하므로, 얇게 형성하여 중량을 가볍게 할 수 있으며 용적을 줄이는 것이 가능하다. 그러나, 빛의 극성으로 인하여 광 효율이 낮으며, 액정 재료에 고유하게 존재하는 문제, 예를 들면 응답 속도가 느리고 그 내부가 과열되기 쉬운 단점이 있다. 또한, 현존하는 전송 광 변조기의 최대 광 효율은 1 내지 2 % 범위로 한정되며, 수용 가능한 디스플레이 품질을 제공하기 위해서 암실 조건을 필요로 한다.

DMD 및 AMA와 같은 광 변조기는 전술한 LCD 타입의 광 변조기가 갖고 있는 문제점들을 해결하기 위하여 개발되었다.

DMD는 5％ 정도의 비교적 양호한 광 효율을 나타내지만, DMD에 채용된 힌지 구조물에 의해서 심각한 피로 문제가 발생한다. 또한, 매우 복잡하고 값비싼 구동 회로가 요구된다는 단점이 있다.

이에 비해서, AMA는 압전식으로 구동하는 미러 어레이로서, 10％ 이상의 광효율을 제공한다. AMA 광 변조기에서, 각각의 액튜에이터는 인가되는 전기적인 화상 신호 및 바이어스 전압에 의하여 발생되는 전계에 따라 변형을 일으킨다. 상기 액튜에이터가 변형을 일으킬 때, 상기 액튜에이터의 상부에 장착된 각각의 미러들이 경사지게 된다. 따라서, 상기 경사진 미러들은 광원으로 부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시킬 수 있게 된다. 이러한 AMA 광 변조기는 그 구조와 동작 원리가 간단하며, LCD나 DMD 등에 비해 높은 광 효율을 얻을 수 있다. 또한, 보통의 실온 광 조건 하에서 밝고 선명한 화상을 제공하기에 충분한 콘트라스트(Contrast)를 제공한다. 더욱이, 입사되는 빛의 극성에 영향을 받지 않을 뿐만 아니라, 반사되는 빛의 극성에도 영향을 미치지 않는다. 또한, AMA의 반사 특성은 온도에 상대적으로 덜 민감하기 때문에, 고전력의 광원에 의해 쉽게 영향을 받는 다른 장치들에 비해서 스크린의 밝기를 향상시킬 수 있다는 잇점을 갖는다.

이러한 AMA 광 변조기를 이용하는 종래의 광학적 투사 시스템이 도 1에 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 AMA 프로젝터(10)는 광선을 방출하기 위한 170W 내지 250W의 할로겐 금속 램프(Metal halide lamp)(11), 상기 램프(11)로 부터 광선을 반사시키기 위한 반사기(Reflector)(15), 상기 램프(11)로 부터 방출된 광선을 평행광으로 만들기 위한 소오스 렌즈(12), 광선을 통과시키기 위한 개구(Aperture)를 갖고 화상을 형성하는 광선의 양을 결정하는 소오스 스톱(13), 상기 소오스 스톱(13)을 통과한 광선을 반사시키기 위한 소오스 미러(14), 상기 소오스 스톱(13)의 이미지를 프로젝션 스톱(20)에 1:1로 대응시키기 위한 모듈레이션 렌즈(16), 다수의 미러를 구비하며 상기 모듈레이션 렌즈(16)로 부터 조사되는 광선의 세기를 변조시키기 위한 AMA 광 변조기(18), 광선을 통과시키기 위한 개구를 가지며 상기 변조된 광선의 플럭스를 집중시키기 위한 프로젝션 스톱(20), 및 상기 프로젝션 스톱(20)을 통과한 광선을 스크린(도시되지 않음) 상에 투사하기 위한 프로젝션 렌즈(22)를 포함한다.

종래의 AMA 프로젝터(10)의 동작 원리를 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저, AMA 프로젝터(10)를 구동시키면, 할로겐 금속 램프(11)로 부터 방출되는 광선이 반사기(15)에 의해 반사된 후 소오스 렌즈(12)에 의해 평행광으로 소오스 스톱(13)의 개구를 통과하여 소오스 미러(14) 상에 조사된다. 상기 소오스 미러(14)로 부터 반사된 광선은 그 경로가 1차적으로 변경된 후, 모듈레이션 렌즈(15)를 통해 평행광으로 AMA 광 변조기(18) 상에 조사된다.

AMA 광 변조기(18)의 미러는 그 아래에 구비된 압전 액튜에이터에 인가된 전기 신호에 따라서 진동하거나 기울어지거나 구부러지진다. 이에 따라, 모듈레이션 렌즈(15)를 통과한 광선은 상기 미러로 부터 반사된 후 프로젝션 스톱(20)의 개구를 통과하여 프로젝션 렌즈(22)를 통해 스크린 상에 투사됨으로써 화상을 형성한다. 이때, 상기 미러로 부터 반사되는 광선의 경로는 프로젝션 스톱(20)의 개구를 통과하는 광선의 세기를 결정한다. 즉, 프로젝션 스톱(20)의 개구를 통과하는 광선의 플럭스는 프로젝션 스톱(20)에 대한 AMA 광 변조기(18)의 미러의 방향에 의해서 제어된다.

도 2는 도 1의 AMA 프로젝터에 사용되는 램프에 의한 광 경로를 나타내는 개략도이다.

도 2를 참조하면, 종래의 AMA 프로젝터에서 광원으로 사용되는 할로겐 금속 램프(11)는 아크 램프(Arc lamp)로서 두 개의 금속 전극 사이에서 아크 방전에 의해 광선을 방출하는 램프이며, 포인트 소오스와 같은 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 아크 램프는 고압 가스 방전 램프로서, 프로젝터, 서치라이트, 표시 시스템 및 광학 장치 등에 사용된다. 상기 램프(11)는 유리와 같은 투명물질로 이루어진 벌브(Bulb; 진공 방전관)(11a)에 의해 둘러싸여 있으며, 통상적으로 상기 벌브(11a)는 반사기(15)의 중심부에 끼워지게 된다.

상기 반사기(15)는 소오스 렌즈(12)에 대해 반대 방향으로 램프(11)로 부터 방출되는 광선을 반사시켜 다시 상기 소오스 렌즈(12)로 입사시키는 역할을 수행한다. 그러나, 상기 반사기(15)의 중심부에 벌브(11a)가 끼워져 있으므로, 이 부분으로 향하는 광선은 그대로 투과되거나 또는 반사되더라도 소오스 렌즈(12)로 부터 벗어나게 되어 소오스 스톱(13)을 통과하지 못하게 된다. 상기 반사기(15)의 중심부는 소오스 렌즈(12)의 광축 상에 놓여 있으므로, 조도의 중심부에서 광학적 빈틈(Vacancy)가 생기는 문제가 발생된다 (도 2의 a 참조).

이러한 조도의 빈틈은 도 3에 도시된 바와 같이 스크린(25) 상에서 불균일한 휘도(Brightness)를 초래한다. 즉, 스크린(25) 상에서 화면 전체적으로 휘도가 불균일해져서 주위보다 상대적으로 밝은 X자 형태의 원하지 않는 패턴(30)이 형성된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서는 램프(11)와 소오스 스톱(13) 간의 거리를 가능한 한 멀리 떨어뜨려야 하므로, 광학계를 콤팩트하게 구성하기가 어렵게 된다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 스크린 상에서 균일한 휘도를 얻을 수 있고 광학계를 콤팩트하게 구성할 수 있는 광학적 투사 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 광학적 투사 시스템을 사용하여 스크린 상에서 균일한 휘도를 얻을 수 있는 광 투사 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 광학적 투사 시스템을 나타내는 개략도이다.

도 2는 도 1의 광학적 투사 시스템에 사용되는 램프에 의한 광 경로를 나타내는 개략도이다.

도 3은 도 2에 도시된 광 경로에 의해 야기되는 문제점을 설명하기 위한 개략도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 광학적 투사 시스템을 나타내는 개략도이다.

도 5는 도 4의 광학적 투사 시스템에 사용되는 램프에 의한 광 경로를 나타내는 개략도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 광학적 투사 시스템을 나타내는 개략도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,100 ... AMA 프로젝터11,111,201 ... 램프

12 ... 소오스 렌즈13,113 ... 소오스 스톱

14,114 ... 소오스 미러15,115,205 ... 반사기

16,116 ... 모듈레이션 렌즈18,118 ... AMA 광 변조기

119,202 ... 렌즈 어레이20,120 ... 프로젝션 스톱

22,122,208 ... 프로젝션 렌즈200 ... 액정 프로젝터

206 ... 액정판210 ... 스크린

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

광선을 방출하기 위한 램프;

상기 광선의 세기를 변조시키기 위한 광 변조기;

상기 램프의 발광부위 부근에 위치하며, 상기 램프로 부터 방출되는 광선을 θ의 각도로 조절하여 상기 광 변조기로 조사시키기 위한 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈 어레이; 및

상기 광 변조기에 의해 광 세기가 변조된 광선을 스크린 상에 투사시키기 위한 프로젝션 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학적 투사 시스템을 제공한다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

램프에 의해 광선을 형성하는 단계;

상기 램프의 발광부위 부근에 형성된 렌즈 어레이에 의해 상기 광선을 θ의 각도로 조절하여 광 변조기 상에 조사하는 단계;

상기 광 변조기에 화상 신호를 인가하여 조사된 광의 세기를 변조하는 단계; 및

광 세기가 변조된 상기 광선을 프로젝션 렌즈를 통해 스크린 상에 투사하는단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 투사 방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 램프의 발광부위 부근에 렌즈 어레이를 배치하여 상기 램프로 부터 방출되는 광선들을 각각 θ의 각도로 균일하게 조절하여 소오스 스톱으로 입사시킨다. 이때, 상기 θ의 각도로 조절되는 광선들은 소오스 스톱의 중심부를 향하도록 집광된다. 상기 소오스 스톱을 통과한 광선은 AMA 광 변조기 상에 조사된다. 다수의 미러를 구비하는 상기 AMA 광 변조기는 인가되는 화상 신호에 따라 상기 미러가 진동하거나 기울어지거나 구부러져서 조사되는 광선을 반사한다. 반사된 광선은 그 광 세기가 변조되어 프로젝션 스톱의 개구를 통과한 후 프로젝션 렌즈를 통해 스크린 상에 투사됨으로써 화상을 형성한다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의하면, 램프의 발광부위 부근에 렌즈 어레이를 배치하여 상기 램프로 부터 방출되는 광선들을 각각 θ의 각도로 균일하게 조절하여 액정판으로 조사한다. 상기 액정판은 인가되는 화상 신호에 따라 그 투과율이 변하여 상기 광선을 투과시키거나 차단시킴으로써, 조사되는 광선의 세기를 변조한다. 이와 같인 변조된 광선은 프로젝션 렌즈를 통해 스크린 상에 투사됨으로써 화상을 형성한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 램프의 발광부위 부근에 램프로 부터 방출되는 광선을 θ의 각도로 조절하는 다수의 렌즈들로 구성된 렌즈 어레이를 배치한다. 상기 렌즈 어레이에 의해 θ의 각도로 조절된 광선은 집광되어 광 변조기 상에 조사된다. 따라서, 조도의 중심부에서 광학적 빈틈이 생기는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 렌즈 어레이가 램프로 부터 방출되는 광선을 집광시키는 역할을 하므로, 상기 광선을 평행광으로 만들기 위한 별도의 렌즈계가 필요하지 않게 된다. 따라서, 광학계를 콤팩트하게 구성할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

실시예 1

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 광학적 투사 시스템을 나타내는 개략도로서, 광 변조기로 액튜에이티드 미러 어레이(AMA)를 사용하는 경우를 예시한다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 AMA 프로젝터(100)는 광선을 방출하기 위한 램프(111), 소오스 스톱(113), 소오스 미러(114), 반사기(115), 모듈레이션 렌즈(116), AMA 광 변조기(118), 프로젝션 스톱(120), 프로젝션 렌즈(122) 및 렌즈 어레이(119)를 포함한다.

광선을 방출하기 위한 램프(111)는 바람직하게는, 170W 내지 250W의 할로겐 금속 램프와 같은 아크 램프로서 스펙트럼에서 장파장의 적외선(LWIR) 내지 자외선(UV)을 방출한다. 반사기(115)는 소오스 스톱(113)에 대해 반대 방향으로 램프(111)로 부터 방출되는 광선을 반사시켜 다시 소오스 스톱(113)으로 향하게 하는 역할을 한다.

도 5는 상기 램프(111)에 의한 광 경로를 설명하기 위한 개략도이다. 도 5를 참조하면, 상기 램프(111)는 유리와 같은 투명물질로 이루어진 벌브(111a)에 의해 둘러싸여서 반사기(115)의 중심부에 끼워지게 된다. 상기 벌브(111a) 근처, 즉 램프(111)의 발광부위 부근에는 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈 어레이(119)가 배치된다. 따라서, 상기 램프(111)로 부터 방출된 광선은 상기 렌즈 어레이(119)에 의해 θ의 각도로써 집광되어 소오스 스톱(113) 상에 조사된다. 따라서, 벌브(111a)가 끼워지는 반사기(115)의 중심부를 향하는 광선도 상기 렌즈 어레이(119)에 의해 θ의 각도로써 집광되어 소오스 스톱(113) 상에 조사된다.

소오스 스톱(113)은 광학적으로 불투명한 부재이며, 광선을 통과시키도록 형성된 개구를 갖는다. 상기 소오스 스톱(113)은 화상을 형성하는 광선의 양을 결정한다. 모듈레이션 렌즈(116)는 상기 소오스 스톱(113)의 이미지가 프로젝션 스톱(120)에 1:1로 대응되도록 하기 위하여, 상기 소오스 스톱(113)을 통과한 광선을 광 손실 없이 AMA 광 변조기(118)로 조사하는 역할을 한다. AMA 광 변조기(118)는 조사된 광선을 반사시키기 위한 다수의 미러를 포함하며, 상기 미러는 그 아래에 구비된 압전 액튜에이터에 인가되는 전기 신호에 따라서 광선의 세기를 변조한다. 프로젝션 스톱(120)은 광학적으로 불투명한 부재이며, 광학적으로 반사면인 전면 및 광선을 통과시키도록 형성된 개구를 구비한다. 바람직하게는, 상기 개구는 핀홀 또는 슬릿이다. 프로젝션 렌즈(122)는 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과한 광선을 스크린(도시되지 않음) 상에 투사하여 그에 상응되는 화상을 표시하는 기능을 수행한다.

상술한 구조를 갖는 본 실시예에 따른 AMA 프로젝터(100)의 작동 원리를 보다 상세히 설명한다.

먼저, AMA 프로젝터(100)를 구동시키면, 할로겐 금속 램프(111)로 부터 방출된 광선들이 렌즈 어레이(119)에 의해 각각 θ의 각도로써 집광되어 소오스 스톱(113) 상에 조사된다. 상기 소오스 스톱(113)의 개구를 통과한 광선은 모듈레이션 렌즈부(116)에 의해 평행광으로 AMA 광 변조기(118)에 조사된다. 상기 AMA 광변조기(118)의 미러는 그 아래에 구비된 압전 액튜에이터에 인가된 전기 신호에 따라서 액튜에이팅되어 프로젝션 스톱(120) 상에 조사된다. 이때, 상기 미러로 부터 반사되는 광선의 경로는 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과하는 광선의 세기를 결정한다. 즉, 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과하는 광선의 플럭스는 프로젝션 스톱(120)에 대한 AMA 광 변조기(118)의 미러의 방향에 의해서 제어된다.

만일, 상기 AMA 광 변조기(118)에 전압을 인가하지 않을 경우 (즉, 전압 OFF시), AMA 광 변조기(118)의 각 미러들이 진동하거나 기울어지거나 구부러지지 않으며, 그 결과 광선은 상기 프로젝션 스톱(120)에서 벗어나서 상을 맺게 되므로 스크린(도시되지 않음)에 도달되지 못한다.

만일, 상기 AMA 광 변조기(118)에 최대 전압 미만의 소정 전압이 인가되면, AMA 광 변조기(118)의 각 미러들이 어느 정도 기울어지게 되어 AMA 광 변조기(118) 상에 조사되는 광선 중의 일부가 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과함으로써 스크린 상에 투사된다. 즉, 조사되는 광선 중의 일부는 프로젝션 스톱(120)의 전면에 의해 반사되고, 그 나머지의 광선이 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과한다.

만일, 상기 AMA 광 변조기(118)에 최대 전압이 인가되어 AMA 광 변조기(118)의 미러가 완전히 기울어지면, AMA 광 변조기(118) 상에 조사된 광선이 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과하도록 조준된다. 그 결과, AMA 광 변조기(118)의 미러에 의해 반사된 광선은 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과하여 프로젝션 렌즈(122)에 의해 스크린 상에 투사됨으로써 그에 대응되는 화상을 표시한다.

상술한 바와 같이 본 실시예에 의한 AMA 광 변조기를 사용하는 광학적 투사 시스템에 의하면, 램프(111)의 발광부위 부근에 배치된 렌즈 어레이(119)가 상기 램프(111)로 부터 방출된 광선을 θ의 각도로 집광하여 소오스 스톱(113) 상에 조사하는 역할을 한다. 따라서, 조도의 중심부에서 광학적 빈틈이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 종래의 AMA 투사 시스템에 사용되는 소오스 렌즈의 역할을 상기 렌즈 어레이(119)가 수행하게 되므로, 소오스 렌즈를 생략할 수 있어 광하계를 콤팩트하게 구성할 수 있다.

실시예 2

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 광학적 투사 시스템을 나타내는 개략도로서, 광 변조기로 액정판(Liquid crystal display pannel)을 사용하는 액정 프로젝터를 예시한다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 액정 프로젝터(200)는 서로에 대해 수직인 두 방향으로 매트릭스 형태로 배열되는 다수의 화소들을 구비하며 각 화소들이 구동 전압에 의해 개별적으로 구동됨으로써 액정의 광학 특성을 변화시키는 액정판(206), 광선을 방출하기 위한 할로겐 금속 램프(201), 상기 액정판(206)에 대해 반대 방향으로 상기 램프(201)로 부터 방출되는 광선을 반사하여 다시 상기 액정판(206)으로 향하게 하는 반사기(205), 상기 램프(201)의 발광부위 부근에 위치하는 다수의 렌즈들로 이루어지며 램프(201)로 부터 방출된 광선을 θ의 각도로 집광하는 렌즈 어레이(202), 및 상기 액정판(206)을 투과한 광선을 스크린(210) 상에 투사하기 위한 프로젝션 렌즈(208)를 포함한다.

상술한 구조를 갖는 본 발명에 의한 액정 프로젝터(200)의 작동 원리를 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 액정 프로젝터(200)를 구동시키면, 할로겐 금속 램프(201)로 부터 방출되는 광선이 상기 램프(201)의 발광부위 근처에 놓여있는 렌즈 어레이(202)에 의해 θ의 각도로 집광되어 액정판(206)의 화소들에 포커싱된다. 상기 액정판(206)은 인가되는 화상 신호에 따라 그 투과율이 변하게 되어 상기 광선을 투과시키거나 차단시킨다. 그 결과, 상기 액정판(206)을 투과한 광선은 프로젝션 렌즈(208)에 의해 스크린(210) 상에 투사되어 화상을 형성한다.

종래의 액정 프로젝터에서는 할로겐 금속 램프(201)로 부터 방출되는 광선을 평행광으로 만들기 위하여 상기 램프(201)와 액정판(204) 사이에 콘덴서 렌즈를 별도로 배치한다. 또한, 할로겐 금속 램프(201)의 발광 분포로 인하여 야기되는 조도의 빈틈 문제를 해결하기 위해서 램프(201)와 액정판(206) 사이를 가능한 한 멀리 떨어뜨려야 한다.

그러나, 본 실시예의 액정 프로젝터에 의하면, 할로겐 금속 램프(201)의 발광부위 부근에 렌즈 어레이(202)를 배치함으로써 콘덴서 렌즈를 사용하지 않아도 램프(201)로 부터 방출되는 광선을 렌즈 어레이(202)에 의해 θ의 각도로 집광시킬 수 있다. 따라서, 액정판(206)에 조사되는 광선을 균일하게 할 수 있어 스크린 상에서의 휘도를 향상시킬 수 있다. 또한, 콘덴서 렌즈를 사용하지 않으면서 램프(201)와 액정판(206) 사이를 최대한 가깝게 할 수 있어 광학계를 콤팩트하게 구성할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 광학적 투사 시스템에 의하면, 램프의 발광부위 부근에 램프로 부터 방출되는 광선을 θ의 각도로 조절하는 다수의 렌즈들로 구성된 렌즈 어레이를 배치한다. 상기 렌즈 어레이에 의해 θ의 각도로 조절된 광선은 집광되어 광 변조기 상에 조사된다. 따라서, 조도의 중심부에서 광학적 빈틈이 생기는 것을 방지할 수 있으므로, 스크린 상에서의 휘도를 균일하게 할 수 있다.

또한, 상기 렌즈 어레이가 램프로 부터 방출되는 광선을 집광시키는 역할을 하므로, 상기 광선을 평행광으로 만들기 위한 별도의 렌즈계가 필요하지 않게 된다. 따라서, 광학계를 콤팩트하게 구성할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로 부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할수 있을 것이다.

Claims (9)

1. 광선을 방출하기 위한 램프(111);

   상기 광선의 세기를 변조시키기 위한 광 변조기(118);

   상기 램프(111)의 발광부위 부근에 위치하며, 상기 램프(111)로 부터 방출되는 광선을 θ의 각도로 조절하여 상기 광 변조기로 조사시키기 위한 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈 어레이(119); 및

   상기 광 변조기(118)에 의해 광 세기가 변조된 광선을 스크린 상에 투사시키기 위한 프로젝션 렌즈(122)를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학적 투사 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 램프(111)로 부터 상기 광선을 반사시키기 위한 반사기(115)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학적 투사 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 광 변조기는 액튜에이티드 미러 어레이인 것을 특징으로 하는 광학적 투사 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 렌즈 어레이에 의해 θ의 각도로 조절되는 광선의 플럭스를 집중시키기 위한 소오스 스톱(113), 상기 소오스 스톱(113)을 통과하는 광선을 평행광으로 상기 액튜에이티드 미러 어레이 광 변조기(118)로 조사하기 위한 모듈레이션 렌즈(116), 및 상기 액튜에이티드 미러 어레이 광 변조기(118)에 의해 광 세기가 변조된 광선의 플럭스를 집중하여 상기 프로젝션 렌즈(122)로 향하게 하는 프로젝션 스톱(120)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학적 투사 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 광 변조기는 서로에 대해 수직인 두 방향으로 매트릭스 형태로 배열되는 다수의 화소들을 구비하며 각 화소들이 구동 전압에 의해 개별적으로 구동됨으로써 액정의 광학 특성을 변화시키는 액정판(206)인 것을 특징으로 하는 광학적 투사 시스템.
6. 램프에 의해 광선을 형성하는 단계;

   상기 램프의 발광부위 부근에 형성된 렌즈 어레이에 의해 상기 광선을 θ의 각도로 조절하여 광 변조기 상에 조사하는 단계;

   상기 광 변조기에 화상 신호를 인가하여 조사된 광의 세기를 변조하는 단계; 및

   광 세기가 변조된 상기 광선을 프로젝션 렌즈를 통해 스크린 상에 투사하는단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 투사 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 광 변조기는 액튜에이티드 미러 어레이를 사용하는 것을 특징으로 하는 광 투사 방법.
8. 제7항에 있어서, 렌즈 어레이에 의해 상기 광선을 θ의 각도로 조절하여 광 변조기 상에 조사하는 단계는, 상기 렌즈 어레이에 의해 램프로 부터 방출되는 광선을 θ의 각도로 조절하여 소오스 스톱 상에 조사함으로써 상기 광선의 플럭스를 집중시키는 단계, 및 상기 소오스 스톱을 통과하는 광선을 평행광으로 만들어 상기 액튜에이티드 미러 어레이 광 변조기 상에 조사하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 투사 방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 광 변조기로서 서로에 대해 수직인 두 방향으로 매트릭스 형태로 배열되는 다수의 화소들을 구비하며 각 화소들이 구동 전압에 의해 개별적으로 구동됨으로써 액정의 광학 특성을 변화시키는 액정판을 사용하는 것을 특징으로 하는 광 투사 방법.