KR200142927Y1 - 배면투사형 프로젝터 광학계 - Google Patents

Abstract

본 고안은 배면투사형 프로젝터 광학계에 관하여 개시한 것이다.

본 고안 배면투사형 프로젝터 광학계는 직진성이 우수한 레이저 다이오드를 광원으로 사용하고, 이 레이저 다이오드로부터의 광이 광원에 포함되는 통상의 스캐닝장치에 의해 확대투사되는 영상디스플레이로서 폴리머분산 액정표시판넬을 사용하며, 그들 사이에 적어도 둘 이상의 콜리메이팅 렌즈를 설치하여 상기 레이저 다이오드로부터의 빛을 평행광으로 형성하여 상기 영상디스플레이로 투과되도록 함으로써 광로의 정밀 관리가 보다 용이하게 이루어질 수 있고 이에 따라 화면상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 효과를 가지도록 한 것이다.

Description

배면투사형 프로젝터 광학계

제1도는 CRT를 사용한 배면투사형 프로젝션 텔레비젼의 개략적 측면 구성도,

제2도는 액정표시소자(LCD)를 영상디스플레이로 사용한 프로젝션 텔레비젼의 개략적 측면 구성도,

제3도는 폴리머분산 액정표시판넬(PDLC)을 영상디스플레이로 사용한 배면투사형 프로젝션 텔레비젼의 개략적 측면 구성도,

제4도는 제3도의 폴리머분산 액정표시판넬(PDLC)을 사용한 배면투사형 프로젝션 텔레비젼의 일부를 절제한 개략적 사시도,

제5도는 본 고안에 따라 레이저를 광원으로 사용한 배면투사형 프로젝션 텔레비젼의 광학계를 개략적으로 나타내 보인 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : CRT 2 : LCD

3, 12 : PDLC 4 : 광원

5 : 프로젝션렌즈 11 : 레이저다이오드

13, 14 : 콜리메이팅렌즈 15 : 광차폐판넬

15a : 핀홀

본 고안은 프로젝터 광학계에 관한 것으로서, 특히 영상디스플레이를 사용한 배면투사형 프로젝터 광학계에 관한 것이다.

일반적으로, 음극선관을 화면으로 구성하는 종래의 전형적인 텔레비젼은 화면을 대형화시키기 위해서 음극선관 자체를 대형으로 제작해야 하는데, 현실적으로 그렇게 하기에는 여러가지 제약요인 등으로 인한 기술적 어려움이 따르므로 음극선관의 대형화 정도는 한계점을 가지고 있다.

또한, 상기한 바와 같은 기술적 난제를 극복하여 어느 정도까지 대형화된 음극선관을 제작할 수 있게 된다고 하더라도, 그에 따른 음극선관의 하중이 증가함으로 인하여 대형 음극선관을 화면으로 가지는 텔레비젼 세트를 제작하는데 있어서 또 다른 제약요인 등으로 인한 기술적 어려움이 따르므로 결국 대형 음극선관을 화면으로 가지는 텔레비젼의 제작에는 그 한계점이 있을 수 밖에 없다.

이러한 배경하에서 여러 기술적 요인의 어려움을 극복하여 대형화면을 얻을 수 있는 방안으로서 프로젝션 텔레비젼이 개발되어 선을 보이게 되었다.

최근, 이 프로젝션 텔레비젼은 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있는 대형 화면을 얻을 수 있다는 장점에서 날로 그 수요가 증가되고 있는 실정이다.

이와 같은 프로젝션 텔레비젼은 주지된 바와 같이 화상을 화면에 투사하여 확대시키는 방식에 따라 전면투사형 프로젝터와 리어타입(Rear Type)이라 불리우기도 하는 배면투사형 프로젝터가 있으며, 상대적으로 배면투사형 프로젝터는 전면투사형 프로젝터 보다 슬림(slim)형으로 제작이 가능한 구조를 형성할 수 있고, 화면의 콘트라스트를 높일 수 있다는 장점을 가지기 때문에 향후 수요가 더욱 확대될 것으로 보인다.

한편, 프로젝터 내부에 구비되는 영상투사장치로서 종래에는 제1도에 예시된 바와 같은 특수 제작된 소형 음극선관(CRT : 1)가 주로 사용되었으나, 최근에는 제2도 및 제4도에 예시한 바와 같이 슬림화와 화면 콘트라스트에 보다 더 유리한 면을 가지는 액정표시소자(LCD : 2)나 폴리머분산 액정표시판넬(PDLC : 3)과 같은 영상디스플레이를 주로 사용하고 있다. 상기 도면들 중 부호 S는 스크린, M은 반사경을 나타낸 것이다.

그리고, 상기한 배면투사형 프로젝터와는 달리 도면으로 예시하지는 않았지만 전면투사형 LCD 프로젝터는 광원으로서 백색광램프와 비데오영상으로서 3매의 투과형 LCD를 구비하여, 램프에서 발산되는 백색광은 3개의 색선별 거울에 의해 R, G, B의 삼색칼라로 분리되고, 분리된 각 칼라의 빛은 각각 그에 대응하는 영상신호를 표시하는 LCD에 조명되게 되며, LCD를 통과한 각 칼라의 빛은 각 색선별 거울에 의해 다시 합성된 상태에서 프로젝션렌즈에 입사되고, 이 프로젝션렌즈는 LCD에 표시된 영상을 스크린에 투사하게 되는 것이다.

그러나, 이와 같은 전면투사형 LCD 프로젝터는 구조상 조명광에 의해 화면의 콘트라스트가 떨어지는 단점이 있다.

따라서, 화면의 콘트라스트를 높이기 위해서는 영화관에서와 같이 실내 조명을 되도록 억제하여 어두운 상태로 해주어야 하는 불편함과 장치세트가 시청자가 위치하는 장소 즉, 스크린과 마주보도록 위치하여야 하는 제약이 따른다.

또한, 상기의 CRT를 사용한 배면투사형 프로젝션 텔레비젼은 빛의 3원색 즉, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)을 발광시키는 3개의 특수한 음극선관(CRT : 1)과 확대렌즈 및 반사경(M)을 이용하여 화상을 별도로 마련된 스크린(S)에 투사 확대시킴으로써 원하는 최종 화상을 얻도록 된 화상장치이다. 이것은 종래의 통상적인 텔레비젼 수상기와 마찬가지로 음극선관이 사용되고는 있지만, 화상을 형성하여 별도로 마련된 스크린에 확대 투사하여 나타낸다는 점에서 종래의 통상적인 텔레비젼 수상기와는 근본적으로 다른 차이점을 가지는 것이다.

그러나, CRT를 사용한 프로젝션 텔레비젼은 CRT에 의한 광로가 좁아지는 때문으로 장치세트의 소형화에 유리한 측면도 있지만, 컨버젼스 조정에 많은 시간이 소요되고, CRT 튜브의 길이로 인하여 장치세트의 깊이가 깊어지는 등의 단점이 있다.

이상에서 간략하게 설명한 전면투사형 LCD 프로젝터와 배면투사형 CRT 프로젝터가 갖는 단점을 동시에 해소할 수 있도록 개발된 것이 배면투사형 LCD 프로젝터 텔레비젼이고, 광분리/합성계의 크기를 더욱 축소시킴으로써 보다 더 슬림화에 유리하도록 개발된 것이 PDLC 프로젝션 텔레비젼으로서, 이들은 램프(4)를 광원으로 사용하고, 이로부터 출사되는 광로를 프로젝션렌즈(5)를 포함하는 일정한 광분리/합성계를 통하여 변경시킴으로써 슬림화 제작이 가능하게 되며, 영상디스플레이로서 LCD 또는 PDLC를 사용함으로써 해상도와 밝기를 모두 높일 수 있게 된다.

그런데, 여기서 램프를 광원으로 사용하여 광로를 광분리/합성계를 통하여 변경시킴에 있어서는 그 광로의 엄격한 제어가 중요한 문제로 된다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 이를 개선코자 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 직진성이 우수한 광원을 사용하여 광로의 정밀 관리가 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 함으로써 화면상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 배면투사형 프로젝터 광학계를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 배면투사형 프로젝터 광학계는, 광원과, 이 광원으로부터 빛이 투과되는 영상디스플레이와, 이 영상디스플레이를 투과한 빛이 투과되는 프로젝션 렌즈와, 이 프로젝션 렌즈로부터 빛을 소정의 경로를 따라 반사시키는 반사거울을 포함하여 된 배면투사형 프로젝터의 광학계에 있어서, 상기 광원은 레이저 다이오드이고, 이 레이저 다이오드로부터의 광을 스캐닝하는 스캐닝장치를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

상기 본 고안의 배면투사형 프로젝터 광학계에 있어서, 특히 상기 광원과 상기 영상디스플레이 사이에는 상기 광원으로부터의 빛을 평행광으로 형성하여 상기 영상디스플레이로 투과시키기 위한 적어도 둘 이상의 콜리메이팅 렌즈가 구비되어 있는 것이 바람직하며, 상기 둘 이상의 콜리메이팅 렌즈 사이에는 상기 레이저 다이오드로부터 출사되는 광 이외의 빛을 차단하는 광차폐수단이 마련되고, 이 광차폐수단에는 상기 레이저 다이오드로부터 출사된 광이 근접된 콜리메이팅 렌즈를 통과하여 촛점을 맺은 상태에서 통과하는 핀홀이 구비되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 영상디스플레이는 폴리머분산 액정표시판넬인 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

제5도는 본 고안에 따라 레이저를 광원으로 사용한 배면투사형 프로젝션 텔레비젼의 광학계를 개략적으로 나타내 보인 구성도로서, 이를 참조하면 본 고안에 따른 배면투사형 프로젝션 텔레비젼 광학계는 광원으로서 레이저 다이오드(11)와 이 레이저 다이오드(11)로부터 출사되는 직선광을 확대투사시키기 위하여 통상의 스캐닝장치(미도시)를 포함한다. 그리고, 상기 광원의 스캐닝장치에 의해 상기 레이저 다이오드의 직선광이 확대투사되어 영상을 맺는 영상디스플레이로서 폴리머분산 액정표시판넬(PDLC : 12)를 구비한다. 또 상기 폴리머분산 액정표시판넬(PDLC : 12)을 투과한 광을 수신하여 이를 확대, 투사시키는 프로젝션 렌즈(미도시)와 이 프로젝션 렌즈로부터의 빛을 소정의 경로를 따라 반사시키는 반사거울(미도시)을 구비하고 있다.

그리고, 상기 레이저 다이오드(11)와 상기 폴리머분산 액정표시판넬(PDLC : 12) 사이에는 제1콜리메이팅 렌즈(13)와 제2콜레메이팅 렌즈(14)가 구비되어 있고, 이들 제1콜리메이팅 렌즈(13)와 제2콜레메이팅 렌즈(14) 사이에는 상기 레이저 다이오드(11)로부터 출사되는 광 이외의 빛을 차단하는 광차폐판넬(15)이 마련되는 동시에 이 광차폐판넬(15)에는 상기 레이저 다이오드(11)로부터 출사된 광이 제1콜리메이팅 렌즈(13)를 통과하여 촛점을 맺은 상태에서 통과하는 핀홀(15a)이 구비된 구조로 되어 있다.

이와 같은 구조를 가지는 본 고안의 배면투사형 프로젝터 광학계는 상기 레이저 다이오드(11)로부터 출사된 광빔이 상기 제1콜리메이팅 렌즈(13)를 투과하여 상기 광차폐판넬(15)에 마련된 상기 핀홀(15a)에 촛점을 맺은 상태에서 제2콜리메이팅 렌즈(14)로 투과되어 직진상태의 빔을 형성하고, 이 직진상태의 빔이 상기 폴리머분산 액정표시판넬(PDLC : 12)에 투과되어 영상을 형성하게 되며, 이 영상은 상기 프로젝션 렌즈에 의해 소정 경로를 통하여 스크린에 확대 투사되게 된다.

이와 같이 본 고안에 의한 배면투사형 프로젝터 광학계는 영상디스플레이 즉, 폴리머분산 액정표시판넬(PDLC : 12)에 투과되는 광의 직진상태를 우수하게 제어할 수 있게 됨으로써 광로의 정밀 관리가 보다 용이하게 이루어질 수 있어서 화면상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.

Claims (2)

1. (정정) 광원과, 이 광원으로부터의 빛이 투과되는 영상디스플레이와, 이 영상디스플레이를 투과한 빛이 투과되는 프로젝션 렌즈와, 이 프로젝션 렌즈로부터의 빛을 소정의 경로를 따라 반사시키는 반사거울을 포함하여 된 배면투사형 프로젝터의 광학계에 있어서, 상기 광원은 레이저 다이오드이고, 이 레이저 다이오드로부터의 광을 스캐닝하는 스캐닝 장치를 포함하며, 상기 레이저 다이오드와 상기 영상디스플레이 사이에는 상기 레이저 다이오드로부터의 빛을 평행광으로 형성하여 상기 영상디스플레이로 투과시키기 위한 적어도 둘 이상의 콜리메이팅 렌즈가 구비되고, 상기 각 콜리메이팅 렌즈 사이에는 상기 레이저 다이오드로부터 출사되는 광 이외의 빛은 차단되는 동시에 상기 레이저 다이오드로부터 출사된 광이 근접된 콜리메이팅 렌즈를 통과하여 촛점을 맺은 상태에서 통과하도록 된 핀홀을 가지는 광차폐수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 배면투사형 프로젝터 광학계.
2. 제1항에 있어서, 상기 영상디스플레이는 폴리머분산 액정표시판넬인 것을 특징으로 하는 배면투사형 프로젝터 광학계.