KR19990000323A - LCD projector optical system - Google Patents

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KR19990000323A
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이종진
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김영환
현대전자산업 주식회사
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/74Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

LCD 프로젝터LCD projector

2. 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제2. Technical problem to be solved of the invention

본 발명은 편광자에 입사되는 광을 미리 분리하여 사용되지 않은 광은 광학계의 외부로 투과시키고 사용되는 광은 반사하여 상기 R, G, B LCD 패널의 입사될 수 있도록 하는 것임.The present invention is to separate the light incident on the polarizer in advance to transmit the unused light to the outside of the optical system and to reflect the light used to be incident to the R, G, B LCD panel.

3. 발명이 해결방법의 요지3. Summary of the Invention Solution

본 발명은 광조사부(100)에서 조사되어 색편광된 입사광의 P파는 투과시켜 외부로 방출하고 S파는 광학계 내로 90도 반사하여 소정 광경로를 형성하는 편광분리수단(1)과, 상기 편광분리수단(1)에 의해 분리된 R, B 및 G의 편광면을 변환하여 S파를 P파로 변환하는 광변환편광수단(2)이 구비된 것을 특징으로 하는 것이다.According to the present invention, the P-wave of incident light irradiated by the light irradiating part 100 transmits the P-wave and emits it to the outside, and the S-wave reflects 90 degrees into the optical system to form a predetermined optical path, and the polarization splitting means. Light conversion polarizing means (2) for converting the polarization planes of R, B, and G separated by (1) to convert S waves into P waves is provided.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

LCD 프로젝터의 광학시스템LCD projector optical system

Description

LCD 프로젝터의 광학시스템LCD projector optical system

본 발명은 LCD 프로젝터(Projector)에 관한 것으로, 특히 빛을 각각 R(적색), G(녹색), B(청색)로 분리하고, 합성하는데 적당하도록 한 3패널(Panel) LCD 프로젝터에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an LCD projector, and more particularly, to a three-panel LCD projector suitable for separating and synthesizing light into R (red), G (green), and B (blue), respectively.

일반적으로 LCD 프로젝터는 텔레비전 수상기 또는 비디오 등과 함께 결합하여 외부의 스크린에 영상을 투사할 수 있도록 하여 주로 회의실의 프리젠테이션용, 소극장의 영사기, 가정에서의 대형 CRT의 대치용으로 사용된다.LCD projectors are generally used for presentations in conference rooms, projectors in small theaters, and large-scale CRTs at home.

이러한 LCD 프로젝터의 구성은, 도 1에서 도시된 바와 같이, 발생된 광에서 자외선과 열광을 제거하여 전방으로 집속하여 조사하는 광조사부(100)와, 상기 광조사부(100)에 의해 집속되어 입사된 광에서 R(적색), G(녹색), B(청색)로 분리하는 광분리부(200)와, 상기 광분리부(200)에 의해 분리된 R, G, B의 화상을 각각 형성하고, 그 분리된 각각의 화상을 한 화상으로 합성하는 화상합성부(300)와, 상기 화상합성부(300)에 의해 하나로 합성된 화상을 스크린(S)에 투사하는 결상부(400)로 구성된 것으로, 이를 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.The configuration of the LCD projector is, as shown in Figure 1, by removing the ultraviolet light and hot light from the generated light focused on the front irradiation unit 100, and focused and incident by the light irradiation unit 100 An optical separation unit 200 separating the light into R (red), G (green), and B (blue), and images of R, G, and B separated by the optical separation unit 200, respectively, An image combining unit 300 for synthesizing the separated images into one image, and an image forming unit 400 for projecting the image synthesized as one by the image combining unit 300 onto the screen S, If you look at this in more detail:

상기 광조사부(100)는 램프(110)의 후방으로 발산된 빛을 일방으로 반사하는 백미러(120)와, 상기 램프(110) 및 백미러(120)에서 조사된 빛의 열광을 제거하는 열흡수미러(130)와, 상기 열흡수미러(130)에서 열광이 제거된 빛의 자외선을 차단하는 자외선차단미러(140)와, 상기 자외선차단미러(140)에 의해 자외선이 제거된 빛을 전체적으로 균등하게 조사하는 제1,2인티그레이터(150)(151)와, 상기 제1,2인티그레이터(Integrator)(150)(151)에 의해 집속된 빛을 소정의 광경로로 반사하는 제1전반사미러(160)로 구성된다.The light irradiator 100 includes a rearview mirror 120 that reflects light emitted from the rear of the lamp 110 in one direction, and a heat absorption mirror that removes hot light of the light emitted from the lamp 110 and the rearview mirror 120. 130, the UV blocking mirror 140 which blocks the ultraviolet rays of the light from which the heat is removed from the heat absorption mirror 130, and the ultraviolet rays removed by the UV blocking mirror 140 are uniformly irradiated as a whole. First and second integrators 150 and 151 and the first total mirror 160 reflecting the light focused by the first and second integrators 150 and 151 in a predetermined optical path. It is composed of

또한, 상기 광분리부(200)는 상기 광조사부(100)에서 입사된 빛에서 R과 B를 각각 선택적으로 투과시키는 R, B 투과형 다이크로익 렌즈(210)(220)와, 상기 B 투과형 다이크로익 렌즈(220)를 투과한 B의 광경로를 180도 바꿀 수 있도록 상호 대향되게 배치된 제2,3전반사미러(230)(240)와, 상기 R 투과형 다이크로익 렌즈(210)를 투과한 R을 상향으로 반사하는 제4전반사미러(250)로 구성된다.In addition, the optical separation unit 200 is a R, B transmission dichroic lens 210, 220 for selectively transmitting R and B in the light incident from the light irradiation unit 100, respectively, and the B transmission type dike The second and third total reflection mirrors 230 and 240 disposed to face each other so as to change the optical path of B transmitted through the loch lens 220 by 180 degrees, and the R transmission dichroic lens 210 are transmitted. The fourth total reflection mirror 250 reflects one R upward.

또한, 상기 화상합성부(300)는 상기 광분리부(200)에 의해 분리된 각각의 R, G, B를 집속하여 조사하는 제1,2,3집광렌즈(310)(311)(312)와, 상기 제1,2,3집광렌즈(310)(311)(312)에 의해 집속된 R, G, B 각각의 화상을 형성하는 R, G, B LCD 패널(320)(321)(322)과, 상기 R, G, B LCD 패널(320)(321)(322)에 의해 형성된 각각의 화상을 하나의 화상으로 합성하는 다이크로익 프리즘(330)으로 구성된 것으로, 상기 R, G, B LCD 패널(320)(321)(322)은 TN(Twisted Nematic)방식으로 액정 셀(320a)(321a)(322a)의 전방에는 편광자(320b)(321b)(322b)를 구비하고 후방에는 검광자(320c)(321c)(322c)를 구비하여 상호 각각 조합된다.In addition, the image synthesizing unit 300 collects the first, second and third condensing lenses 310, 311, and 312 to focus and irradiate each of R, G, and B separated by the optical separation unit 200. R, G, and B LCD panels 320, 321, and 322 which form images of R, G, and B focused by the first, second, and third condenser lenses 310, 311, and 312 respectively. ), And the dichroic prism 330 for synthesizing each image formed by the R, G, and B LCD panels 320, 321, and 322 into a single image. The LCD panels 320, 321, and 322 have polarizers 320b, 321b, and 322b in front of the liquid crystal cells 320a, 321a, and 322a in a twisted nematic (TN) manner, and an analyzer in the rear. 320c, 321c, and 322c are combined with each other.

또한, 상기 결상부(400)는 상기 다이크로익 프리즘(330)에 의해 하나의 상으로 합성되어 입사된 화상을 확대하여 스크린(S)으로 투사하는 투사렌즈(410)가 구비된다.In addition, the imaging unit 400 includes a projection lens 410 for enlarging and projecting the incident image synthesized into one image by the dichroic prism 330 onto the screen S.

상기에서와 같이 구성된 종래의 LCD 프로젝터는 먼저, 상기 램프(110)에서 방사되어 전방으로 조사 및 반사된 광은 열흡수미러(130)와 자외선차단미러(140)를 거쳐 열광 및 자외선이 차단되고, 계속해서 상기 제1전반사미러(160)의 반사를 통해 전체적으로 균일하게 조명하여 집속하는 제1,2인티그레이터(Integrator)(150)(151)를 일련되게 통과한다.In the conventional LCD projector configured as described above, light emitted from the lamp 110 and irradiated and reflected forward is blocked by heat and ultraviolet rays through the heat absorption mirror 130 and the UV blocking mirror 140, Subsequently, the first and second integrators 150 and 151 pass through the first and second integrators 150 and 151 through the reflection of the first total reflection mirror 160 to uniformly illuminate the entire body.

이와 같이 상기 제1,2인티그레이터(150)(151)를 통하여 전방으로 균일하게 집속되는 백색광에는 R, G, B 성분들이 포함되어 있는 바, 상기 R은 R 투과 다이크로익 렌즈(210)를 투과한 후 제4전반사미러(250)에서 반사되어 R LCD 패널(330)로 보내지게 되고, G, 성분은 R 투과 다이크로익 렌즈(210)에서 상향으로 반사된 후 다시 상기 B투과 다이크로익 렌즈(220)에서 일방으로 반사되어 G LCD 패널(331)로 보내지게 되며, B 성분은 상기 R 다이크로익 렌즈(210)에서 상향으로 반사되어 B투과 다이크로익 렌즈(220)를 통과하고, 계속해서 상호 대향되게 배치된 제2,3전반사미러(230)(240)에서 이중 반사되어 B LCD 패널(332)로 보내지게 된다.As described above, the R, G, and B components are included in the white light uniformly focused forward through the first and second integrators 150 and 151. The R transmits the dichroic lens 210. After transmission, the light is reflected by the fourth total reflection mirror 250 and is sent to the R LCD panel 330. G and components are reflected upward from the R-transmissive dichroic lens 210 and then again transmitted through the B-transmissive dichroic. Reflected in one direction from the lens 220 is sent to the G LCD panel 331, the B component is reflected upward from the R dichroic lens 210 and passes through the B transmission dichroic lens 220, Subsequently, the second and third total reflection mirrors 230 and 240 disposed to face each other are double reflected and sent to the B LCD panel 332.

상기와 같이 각각의 R, G, B LCD 패널(320)(321)(322)에 각각 입사되는 R, G, B중에서 R은 상기 편광자(320b)를 통과하면서 일방으로만 편광되어 액정 셀(320a)로 입사된다. 이때 입사광은 비틀어진 액정 셀(320a)의 분자를 따라 검광자(320c)에 입사될 때는 편광면이 90도 바뀌게 된다. 따라서 검광자(320c)가 편광자(320b)에 대해서 90도 빗겨 넣어져 있으면 이 검광자(320c)를 통해서 밝게 보이게 되고, 반대로 상기 액정 셀(320a)의 상하면에 구비된 소정의 투명 도전막(미도시)에 소정 전압을 걸게 되면 상기 액정 셀(320a)의 분자는 전계의 작용으로 정렬되지 못하고 상하 90도의 비틀림이 없어져 상기 검광자(320c)를 통과하지 못하고 어두워지므로써 이의 조합으로 화상을 형성할 수 있게 되고, 마찬가지로 G와 B도 G, B LCD 패널(321)(322)에 화상을 각각 형성하게 된다.As described above, R among R, G, and B incident on the R, G, and B LCD panels 320, 321, and 322, respectively, is polarized only in one direction while passing through the polarizer 320b, and thus, the liquid crystal cell 320a. Incident). At this time, when the incident light is incident on the analyzer 320c along the molecules of the twisted liquid crystal cell 320a, the polarization plane is changed by 90 degrees. Therefore, when the analyzer 320c is deviated 90 degrees with respect to the polarizer 320b, it will appear bright through this analyzer 320c, and conversely, the predetermined transparent conductive film (not shown) provided in the upper and lower surfaces of the liquid crystal cell 320a may be provided. When a predetermined voltage is applied, the molecules of the liquid crystal cell 320a are not aligned due to the action of an electric field and the torsion of the upper and lower 90 degrees is eliminated, so that they do not pass through the analyzer 320c and become dark, thereby forming an image by a combination thereof. Similarly, G and B also form images on the G and B LCD panels 321 and 322, respectively.

따라서 이와 같이 각각의 R, G, B LCD 패널(320)(321)(322)에 입사되는 R, G, B에 의해 상기 R, G, B LCD 패널(320)(321)(322)상에 화상이 각각 형성하고, 이와 같이 형성된 화상은 상기 다이크로익 프리즘(330)에 의해서 색합성이 되며, 이후, 투사렌즈(410)로 입사된 후 스크린(S) 위에 결상된다. 이때 색합성의 동작은 다음과 같이 이루어지게 된다.Therefore, the R, G, B LCD panels 320, 321, 322 are incident on each of the R, G, B LCD panels 320, 321, 322. Images are respectively formed, and the images thus formed are color synthesized by the dichroic prism 330, and then are incident on the projection lens 410 and then imaged on the screen S. FIG. At this time, the operation of color synthesis is performed as follows.

상기 다이크로익 프리즘(330)에는 A, B면이 있으며, 그 양면에는 다이크로익 코팅처리를 하여 A면은 R만 반사하고, B면은 B만 반사하도록 한다. 그 결과로써 R LCD 패널(320)을 통과한 R은 B면은 투과하고 A면에서는 반사되어 투사렌즈(410)로 입사되고, B LCD 패널(322)을 통과한 B는 A면은 투과하고 B면에서는 반사되어 투사렌즈(410)로 입사되며, G LCD 패널(321)을 통과한 G는 A, B 모든 면을 투과하여 투사렌즈(410)로 입사되므로써 R, G, B 모든 색성분이 다이크로익 프리즘(330)에 합성되며, 이와 같이 합성된 빛은 투사렌즈(410)로 입사된 후 스크린(S) 위에 결상된다.The dichroic prism 330 has A and B surfaces, and both surfaces of the dichroic prism 330 are subjected to dichroic coating to reflect only the R surface and the B surface. As a result, R passing through the R LCD panel 320 is transmitted through the B surface, reflected from the A surface, and is incident to the projection lens 410, and B passing through the B LCD panel 322 is transmitted through the A surface and B The surface is reflected and is incident on the projection lens 410, and G passing through the G LCD panel 321 passes through all surfaces A and B and is incident on the projection lens 410, so that all color components of R, G, and B are dichroic. The light synthesized by the prism 330 is incident on the projection lens 410 and then imaged on the screen S.

그런데, 상기 R, G, B LCD 패널에 입사되는 광, 특히 다른 색광(G : 490∼550nm, R : 640∼780nm)보다 파장(λ)이 짧아 에너지가 높은 B(약 430∼490nm)는 상기 편광자를 통과하며 편광으로 흡수된 광에 의해 편광자가 손상되는 문제점이 있었다.By the way, the light incident on the R, G, B LCD panel, especially the wavelength (λ) is shorter than other color light (G: 490-550 nm, R: 640-780 nm), and the energy B (about 430-490 nm) is high. There was a problem that the polarizer is damaged by the light absorbed by the polarized light passing through the polarizer.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 근대에 와서는 상기 각각의 R, G, B LCD 패널과 제1,2,3집관렌즈 사이에 내구성이 높고 투과율이 상대적으로 다른 별도의 보호편광자(미도시)를 구비하여 흡수되는 파에 의한 편광자의 손상을 방지할 수 있게 되는 이점이 있으나 별도의 보호편광자를 추가로 사용함에 따라 광량 손실을 유발하게 될 뿐만 아니라 편광시에 발생되는 열을 냉각할 수 있도록 하는 별도의 냉각팬(미도시)을 사용하게 되므로써 소음발생 및 구조가 복잡하게 되는 문제점이 있었다.In order to solve the above problems, in recent years, a separate protective polarizer (not shown) having high durability and relatively high transmittance is provided between each of the R, G and B LCD panels and the first, second and third collecting lenses. There is an advantage that can prevent the damage of the polarizer due to the absorbed wave, but by using a separate protective polarizer additionally not only causes a loss of light amount, but also to cool the heat generated during polarization By using a cooling fan (not shown) there was a problem that the noise generation and the structure is complicated.

이에 본 발명은 상술한 바와 같이 종래의 제반 결함을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 편광자에 입사되는 광을 미리 분리하여 사용되지 않는 광은 광학계의 외부로 투과시키고 사용되는 광은 반사하여 상기 R, G, B LCD 패널에 입사될 수 있도록 하는 LCD 프로젝터의 광학시스템을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional defects, and its object is to separate the light incident on the polarizer in advance, and to transmit the unused light to the outside of the optical system and to reflect the light used to reflect the R, It is to provide an optical system of the LCD projector to be incident on the G, B LCD panel.

이러한 LCD 프로젝터의 광학시스템은 입사광을 분리하여 P파는 투과하고 S파는 일방으로 반사시키는 R, B 편광빔미러와, 상기 R, B 편광빔미러를 통과하여 입사된 광의 편광면을 90도 바꾸어 S파를 P파로 변환시키는 1/2편광파장판을 구성하는 것을 특징으로 하는 것이다.The optical system of the LCD projector separates the R and B polarization beam mirrors to separate incident light, transmits P waves and reflects S waves in one direction, and changes the polarization plane of the light incident through the R and B polarization beam mirrors by 90 degrees. It is characterized by constituting a 1/2 polarized wave plate converting the P wave.

도 1은 일반적인 LCD 프로젝터의 광경로를 보인 구성도.1 is a block diagram showing an optical path of a typical LCD projector.

도 2는 본 발명이 적용된 LCD 프로젝터의 광경로를 보인 구성도.Figure 2 is a block diagram showing an optical path of the LCD projector to which the present invention is applied.

도 3은 본 발명 R, B 편광빔미러의 파장에 따른 성능그래프.Figure 3 is a performance graph according to the wavelength of the present invention R, B polarizing beam mirror.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1:편광분리수단2:광변환편광수단1: polarization separation means 2: light conversion polarization means

10,11:R, B 편광빔미러20a,20b,20c:1/2편광파장판10,11: R, B polarized beam mirror 20a, 20b, 20c: 1/2 polarized wave plate

100:광조사부200:광분리부100: light irradiation unit 200: light separation unit

210,220:R, B 다이크로익 렌즈230,240,250:제2,3,4전반사미러210,220: R, B dichroic lens 230,240,250: 2nd, 3rd, 4th total reflection mirror

300:화상합성부310,311,312:제1,2,3집광렌즈300: image synthesis unit 310,311,312: first, second, third condenser lens

320,321,222:R, G, B LCD 패널330:다이크로익 프리즘320, 321, 222: R, G, B LCD panel 330: Dichroic prism

400:결상부400: imaging part

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명이 적용된 LCD 프로젝터의 광경로를 보인 구성도이고, 도 3은 본 발명 R, B 편광빔미러의 파장(λ)에 따른 성능그래프이다.Hereinafter, the structure of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Figure 2 is a block diagram showing the optical path of the LCD projector to which the present invention is applied, Figure 3 is a performance graph according to the wavelength (λ) of the R, B polarizing beam mirror of the present invention.

본 발명이 적용되는 LCD 프로젝터는 발생된 광에서 자외선과 열광을 제거하여 전방으로 집속하여 조사하는 광조사부(100)와, 상기 광조사부(100)에 의해 집속되어 입사된 광에서 R(적색), G(녹색), B(청색)로 분리하는 광분리부(200)와, 상기 광분리부(200)에 의해 분리된 R, G, B의 화상을 각각 형성하고, 그 분리된 각각의 화상을 한 화상으로 합성하는 화상합성부(300)와, 상기 화상합성부(300)에 의해 하나로 합성된 화상을 스크린(S)에 투사하는 결상부(400)로 구성되는 것으로, 상기 광분리부(200)는 상기 광조사부(100)에서 입사된 빛에서 R과 B를 각각 선택적으로 투과시키는 R, B 투과형 다이크로익 렌즈(210)(220)와, 상기 B 투과형 다이크로익 렌즈(220)를 투과한 B의 광경로를 180도 바꿀 수 있도록 상호 대향되게 배치된 제2,3전반사미러(230)(240)와, 상기 R 투과형 다이크로익 렌즈(210)를 투과한 R을 상향으로 반사하는 제4전반사미러(250)로 구성되고, 상기 화상합성부(300)는 상기 광분리부(200)에 의해 분리된 각각의 R, G, B를 집속하여 조사하는 제1,2,3집광렌즈(310)(311)(312)와, 상기 제1,2,3집광렌즈(310)(311)(312)에 의해 집속된 R, G, B 각각의 화상을 형성하는 R, G, B LCD 패널(320)(321)(322)과, 상기 R, G, B LCD 패널(320)(321)(322)에 의해 형성된 각각의 화상을 하나의 화상으로 합성하는 다이크로익 프리즘(330)으로 구성된다.The LCD projector to which the present invention is applied includes a light irradiation unit 100 which removes ultraviolet rays and heat rays from the generated light and focuses it forward to irradiate it, and R (red) in the light focused and incident by the light irradiation unit 100. The optical separation unit 200 which separates G (green) and B (blue) and the R, G, and B images separated by the optical separation unit 200 are formed, respectively, and each separated image is formed. The optical separation unit 200 includes an image synthesizing unit 300 for synthesizing a single image and an image forming unit 400 for projecting an image synthesized as one by the image synthesizing unit 300 onto the screen S. ) Transmits the R and B transmissive dichroic lenses 210 and 220 and the B transmissive dichroic lens 220 to selectively transmit R and B respectively from the light incident from the light irradiator 100. Second and third total reflection mirrors 230 and 240 disposed to face each other so as to change a light path of a B by 180 degrees; and the R-transmissive dike And a fourth total reflection mirror 250 reflecting upwardly the R passing through the blade lens 210, wherein the image synthesizing unit 300 is each R, G, separated by the optical separation unit 200. R, G focused by the first, second and third condensing lenses 310, 311 and 312 that focus and irradiate B, and the first, second and third condensing lenses 310, 311 and 312 R, G, and B LCD panels 320, 321 and 322, which form respective images of B, and the respective images formed by the R, G, and B LCD panels 320, 321, and 322. It consists of the dichroic prism 330 which synthesize | combines into one image.

이러한 LCD 프로젝터에 있어서 본 발명은 상기 광조사부(100)에서 조사되어 색편광된 입사광의 P파의 투과시켜 외부로 방출하고 S파는 광학계 내로 90도 반사하여 소정 광경로를 형성하는 편광분리수단(1)과, 상기 편광분리수단(1)에 의해 분리된 R, B 및 G의 편광면을 변환하여 S파를 P파로 변환하는 광변환편광수단(2)이 구비된 것으로, 이를 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.In the LCD projector, the present invention provides polarization separation means for forming a predetermined optical path by transmitting the P wave of incident light irradiated by the light irradiating part 100 to the outside and reflecting the S wave 90 degrees into the optical system (1). ), And a light conversion polarization means 2 for converting S, P waves into P waves by converting the polarization planes of R, B, and G separated by the polarization separation means 1. Same as

상기 편광분리수단(1)은 굴절계수가 1.674의 유리기판상에 엠.지.에프.투(MgF2)와 제트.엔.에스(ZnS : 섬아연광)가 17층으로 코팅된 R, B 편광빔미러(10)(11)가 구비된다.The polarization splitting means (1) is an R, B polarized beam mirror (MgF2) and jet N.S (ZnS: flash light) coated with 17 layers on a glass substrate having a refractive index of 1.674 ( 10) 11 is provided.

또한, 상기 광변환편광수단(2)은 상기 편광분리수단(1)에 의해 분리된 R, B 및 G 각각의 S파를 P파로 변환하는 1/2편광파장판(20a)(20b)(20c)이 구비되는 것으로, 상기 1/2편광파장판(20a)(20b)(20c)은 소정의 1/2파장판과 편광자(320a)(320b)(320c)가 각각 일체로 조합된다.In addition, the light conversion polarizing means (2) is a half polarization wavelength plate (20a) (20b) (20c) for converting each of the S, R, B and G waves separated by the polarization separation means (1) into P waves ), The 1/2 polarization wavelength plates 20a, 20b, and 20c are combined with a predetermined 1/2 wavelength plate and the polarizers 320a, 320b, and 320c, respectively.

(실시예)(Example)

굴절계수 1.674의 유리기판Glass substrate with a refractive index of 1.674

D(Dispersive index):분산계수D (Dispersive index): variance coefficient

입사각도=(1) 45.00Incidence angle = (1) 45.00

총 적층수=17Total Stacks = 17

합 (N*D)=2912.000000Sum (N * D) = 2912.000000

다음은 상기에서와 같이 구성된 본 발명의 광경로를 설명한다.The following describes the optical path of the present invention configured as described above.

상기에서와 같이 구성된 LCD 프로젝터는 먼저, 상기 램프(110)에서 방사되어 전방으로 조사 및 반사된 광은 열흡수미러(130)와 자외선차단미러(140)를 거쳐 열광 및 자외선이 차단되고, 계속해서 상기 제1전반사미러(160)의 반사를 통해 전체적으로 균일하게 조명하여 집속하는 제1,2인티그레이터(Integrator)(150)(151)를 일련되게 통과한다.In the LCD projector configured as described above, the light emitted from the lamp 110 and irradiated and reflected forward is blocked by heat and ultraviolet rays through the heat absorption mirror 130 and the UV blocking mirror 140, and then Through the reflection of the first total reflection mirror 160 passes through a series of first and second integrator (150, 151) to uniformly illuminate and focus as a whole.

이와 같이 상기 제1,2인티그레이터(150)(151)를 통하여 전방으로 집속되는 백색광에는 R, G, B 성분들이 포함되어 있는 바, 상기 R은 P파와 S파가 공존한 상태로 R 투과 다이크로익 렌즈(210)를 투과한 후 R 편광빔미러(10)에서 P파는 투과되고 S파는 반사되어 제1집광렌즈(310)로 보내지게 된다. 이때, 상기 S파는 제1집광렌즈(310)를 통과한 후 상기 1/2편광파장판(20a)에서 P파로 바뀌게 되고, 다시 액정 셀(320a)과 검광자(320c)를 통과하며 S파로 바뀌어 다이크로익 프리즘(330)으로 입사된다.As described above, R, G, and B components are included in the white light focused forward through the first and second integrators 150 and 151. The R transmit dike is performed in a state where the P wave and the S wave coexist. After passing through the lower lens 210, the P-wave is transmitted and the S-wave is reflected by the R polarization beam mirror 10 to be sent to the first condenser lens 310. At this time, the S wave is changed to the P wave in the 1/2 polarization wavelength plate 20a after passing through the first condensing lens 310, and again passes through the liquid crystal cell 320a and the analyzer 320c and is converted into S wave. Incident on the dichroic prism 330.

또한, 상기 G는 R 투과 다이크로익 렌즈(210)에서 상향으로 반사된 후 상기 B 투과 다이크로익 렌즈(220)에서 다시 우측으로 반사되어 제2집광렌즈(311)를 통과하게 된다. 이때, 상기 G는 P파와 S파가 공존한 상태로 1/2편광파장판(20b)에 입사되어 상기 1/2편광파장판(20b)에서 상기 S파는 편광되고 P파는 액정 셀(321a)과 검광자(321c)를 통과하며 S파로 바뀌어 다이크로익 프리즘(330)으로 입사된다.In addition, the G is reflected upward from the R-transmissive dichroic lens 210 and then reflected back to the right from the B-transmissive dichroic lens 220 to pass through the second condensing lens 311. At this time, the G is incident on the 1/2 polarization wavelength plate 20b in the state where the P wave and the S wave coexist, so that the S wave is polarized in the 1/2 polarization wavelength plate 20b and the P wave is the liquid crystal cell 321a. Passes through the analyzer 321c and is converted into an S wave, and is incident to the dichroic prism 330.

또한, 상기 B는 상기 R 투과 다이크로익 렌즈(210)에서 상향으로 반사된 후 B투과 다이크로익 렌즈(220)를 투과하여 제2전반사미러(230)에서 우측으로 반사된다. 상기 제2전반사미러(230)에서 우측으로 반사된 B는 B 편광빔미러(11)에서 P파는 투과됨에 반하여 S파는 90도 반사되어 제3집광렌즈(312)로 보내지게 된다. 이때, 상기 S파는 상기 제3집광렌즈(312)를 통과한 후 상기 1/2편광파장판(20c)에서 P파로 바뀌게 되고, 다시 액정 셀(322a)과 검광자(322c)를 통과하며 S파로 변환되어 다이크로익 프리즘(330)으로 입사된다.In addition, the B is reflected upward from the R transmission dichroic lens 210 and then transmitted through the B transmission dichroic lens 220 and reflected to the right side from the second total reflection mirror 230. B reflected from the second total reflection mirror 230 to the right is transmitted through the P-polarized beam mirror 11 while P-wave is reflected by 90 degrees and is sent to the third condensing lens 312. At this time, the S wave is changed to P wave in the 1/2 polarization wavelength plate 20c after passing through the third condensing lens 312, and again passes through the liquid crystal cell 322a and the analyzer 322c and passes through the S wave. Is converted and incident on the dichroic prism 330.

이상에서와 같이 입사되는 S파의 R, G, B는 상기 1/2편광파장판(20a)(20b)(20c)과 액정 셀(320a)(320b)(320c)에 의해 각각의 화상이 검광자(322a)(322b)(322c)상에 형성되고, 이와 같이 형성된 화상은 상기 다이크로익 프리즘(330)에 의해서 색합성이 되며, 이후, 투사렌즈(410)를 통하여 스크린(S)으로 출력되어 확대된 화상을 형성하게 되는 것이다.As described above, R, G, and B of the incident S wave are detected by the 1/2 polarization wavelength plates 20a, 20b, 20c and the liquid crystal cells 320a, 320b, 320c. Formed on photons 322a, 322b, and 322c, the image thus formed is color synthesized by the dichroic prism 330, and then output to the screen S through the projection lens 410. Thus, an enlarged image is formed.

이때 굴절계수가 1.674의 유리기판상에 엠.지.에프.투(MgF2)와 제트.엔.에스(ZnS:섬아연광)가 총 17층으로 코팅 처리된 상기 R, B 편광빔미러(10)(11)는, 도 4에 도시된 바와 같이, P파는 투과하고 S파는 반사하는 기능을 가지게 된다.In this case, the R and B polarized beam mirrors 10 and 11 coated with a total of 17 layers of M.F.2 (MgF2) and J.S. (ZnS) are coated on a glass substrate having a refractive index of 1.674. As shown in FIG. 4, P waves transmit and S waves reflect.

따라서 본 발명은 R, B 편광빔미러(10)(11)를 사용하여 손상의 원인인 사용하지 않는 P파는 투과하여 광학계의 외부로 방출하고, S파는 소정의 광경로로 반사하여 각 제1,2,3집광렌즈(310)(311)(312)로 편광된 R, G, B를 조사할 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, the unused P waves, which are the causes of damage, are transmitted by using the R and B polarized beam mirrors 10 and 11, and are emitted to the outside of the optical system, and the S waves are reflected by a predetermined optical path to reflect each first, The polarized R, G, and B may be irradiated by the 2,3 condenser lenses 310, 311, and 312.

상술한 바와 같이 본 발명은 R, B 편광빔미러를 사용하여 편광자 손상의 원인인 사용하지 않는 P파를 투과시켜 광학계의 외부로 방출하므로써 광에너지나 열에 약한 편광자의 손상을 방지할 수 있게 되어 광학계의 내구성을 증대시키게 되는 효과를 가지게 된다.As described above, the present invention uses R and B polarizing beam mirrors to transmit unused P waves, which are the causes of polarizer damage, and emit them to the outside of the optical system, thereby preventing damage of light polarizers that are weak to light energy or heat. It has the effect of increasing the durability of.

또한 본 발명은 별도의 보조편광자를 사용하지 않아 광 이용효율을 향상시킬 뿐만 아니라 부품수를 줄여 작업공정이 간단하게 하는 효과를 가지게 된다.In addition, the present invention does not use a separate auxiliary polarizer not only improves the light utilization efficiency but also has the effect of simplifying the work process by reducing the number of parts.

Claims (4)

광조사부(100)에서 집속된 입사광을 R(적색), G(녹색), B(청색)로 분리하는 광분리부(200)에 의해 각각의 R, G, B 화상을 형성하고, 그 분리된 각각의 화상을 화상합성부(300)에서 하나의 화상으로 합성하여 스크린(S)에 투사하는 LCD 프로젝터에 있어서,Each of the R, G, and B images is formed by the light separation unit 200 that separates the incident light focused in the light irradiation unit 100 into R (red), G (green), and B (blue), In the LCD projector which combines each image into one image in the image synthesizing unit 300 and projects it on the screen S, 상기 광조사부(100)에서 조사되어 색편광된 입사광의 P파는 투과시켜 외부로 방출하고 S파는 광학계 내로 90도 반사하여 소정 광경로를 형성하는 편광분리수단(1)과;Polarization splitting means (1) for transmitting P waves of incident light irradiated by the light irradiating part (100) and emitting them to the outside and reflecting S waves 90 degrees into an optical system to form a predetermined optical path; 상기 편광분리수단(1)에 의해 분리된 R, B 및 G의 편광면을 변환하여 S파를 P파로 변환하는 광변환편광수단(2)이 구비된 것을 특징으로 하는 LCD 프로젝터의 광학시스템.And an optical conversion polarization means (2) for converting the polarization planes of R, B, and G separated by the polarization separation means (1) to convert S waves into P waves. 제1항에 있어서 편광분리수단(1)은,According to claim 1, wherein the polarization separation means (1) 굴절계수가 1.674의 유리기판상에 엠.지.에프.투(MgF2)와 제트.엔.에스(ZnS:섬아연광)가 17층으로 코팅된 R, B 편광빔미러(10)(11)가 구비된 것을 특징으로 하는 LCD 프로젝터의 광학시스템.R and B polarized beam mirrors 10 and 11 coated with 17 layers of M.G.F. and M.Z.S. (zn) are coated on a glass substrate having a refractive index of 1.674. Optical system of the LCD projector, characterized in that. 제1항에 있어서 광변환편광수단(2)은,The light conversion polarization means (2) according to claim 1, 상기 편광분리수단(1)에 의해 분리된 R, B 및 G 각각의 S파를 P파로 변환하는 1/2편광파장판(20a)(20b)(20c)이 구비된 것을 특징으로 하는 LCD 프로젝터의 광학시스템.The LCD projector, characterized in that the 1/2 polarization wavelength plate (20a, 20b, 20c) for converting the S wave of each of the R, B and G separated by the polarization separation means 1 into P wave Optical system. 제3항에 있어서 1/2편광파장판(20a)(20b)(20c)은,The method according to claim 3, wherein the 1/2 polarization wavelength plate 20a, 20b, 20c, 소정의 1/2파장판과 편광자(320b)(321b)(322b)가 각각 일체로 조합된 것을 특징으로 하는 LCD 프로젝터의 광학시스템.A predetermined 1/2 wavelength plate and polarizers 320b, 321b and 322b are integrally combined with each other.
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KR100531364B1 (en) * 2002-07-04 2005-11-28 엘지전자 주식회사 cooling apparatus for projection display system
KR100609060B1 (en) * 1999-07-21 2006-08-09 삼성전자주식회사 Polarization Separating And Converting Glass Of Projection Display Unit

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