KR200156494Y1 - Light apparatus for lcd projector - Google Patents

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KR200156494Y1 KR2019940001626U KR19940001626U KR200156494Y1 KR 200156494 Y1 KR200156494 Y1 KR 200156494Y1 KR 2019940001626 U KR2019940001626 U KR 2019940001626U KR 19940001626 U KR19940001626 U KR 19940001626U KR 200156494 Y1 KR200156494 Y1 KR 200156494Y1
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Abstract

본 고안은 조명장치에 관한 것으로, 특히 광원으로부터의 빔을 편광분리하여 두 빔 모두를 효율적으로 이용하도록 한 액정프로젝터용 조명장치에 관한 것이다. 본 고안은 광원전방에 배치된 편광분리소자; 편광분리소자의 반사광을 위상변환하는 편광변환소자; 편광분리소자의 투과광 및 반사광을 90°반사하는 반사거울들; 상기 빔들을 최종적으로 입사받는 액정패널; 액정패널에 가장 가까이 위치한 반사거울의 반사면 일측단부에서부터 반사거울 두께를 따라 경사면을 형성한 것과 반사거울들 중 적어도 하나의 반사면에 반사율을 조절한 코팅막을 씌워 구성한 것으로 액정패널 전면에 균일한 편광빔을 투사하는 효과가 있다.The present invention relates to a lighting apparatus, and more particularly to a lighting apparatus for a liquid crystal projector to polarize the beam from the light source to efficiently use both beams. The present invention is a polarization splitting device disposed in front of the light source; A polarization conversion element for phase converting the reflected light of the polarization separation element; Reflection mirrors for reflecting the transmitted light and the reflected light of the polarization splitting device by 90 °; A liquid crystal panel which receives the beams finally; The inclined surface is formed from one end of the reflective surface closest to the liquid crystal panel along the thickness of the reflective mirror, and at least one of the reflective mirrors is covered with a coating film with a controlled reflectance to uniformly polarize the front of the liquid crystal panel. It has the effect of projecting a beam.

Description

액정프로젝터용 조명장치Lighting device for liquid crystal projector

제1도는 종래의 액정프로젝터용 조명장치,1 is a conventional lighting device for a liquid crystal projector,

제2도는 본 고안의 일 실시예에 의한 액정프로젝터용 조명장치,2 is a lighting device for a liquid crystal projector according to an embodiment of the present invention,

제3도는 본 고안의 다른 실시예에 의한 액정프로젝터용 조명장치,3 is a lighting device for a liquid crystal projector according to another embodiment of the present invention,

제4도는 본 고안의 또 다른 실시예에 의한 액정프로젝터용 조명장치이다.4 is a lighting apparatus for a liquid crystal projector according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100 : 광원 120 : 오목반사경100: light source 120: concave reflector

140 : 편광분리소자 160 : 편광변환소자140: polarization separation device 160: polarization conversion device

180, 182, 184, 186, 188, 190, 192 : 제1 내지 제7반사거울180, 182, 184, 186, 188, 190, 192: first to seventh mirrors

200 : 액정패널200: liquid crystal panel

본 고안은 조명장치에 관한 것으로, 특히 광원으로부터의 빔(Beam)을 편광분리하여 두 빔 모두를 효율적으로 이용하도록 한 액정프로젝터용 조명장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lighting apparatus, and more particularly, to a lighting apparatus for a liquid crystal projector to polarize the beam (Beam) from the light source to use both beams efficiently.

제1도의 (a)는 종래 액정프로젝터용 조명장치에서의 개략적인 광경로를 도시한 것이고, (b)는 편광변환기에 기인한 비평행광선을 도시한 것이다.(A) of FIG. 1 shows a schematic light path in a conventional lighting device for a liquid crystal projector, and (b) shows nonparallel rays due to a polarization converter.

광원(100)의 빔은 광원뒷면에 설치된 반사경(120)에서 반사되는 평행광으로 편광분리소자(140)에 도달한다. 편광분리소자(140)를 투과하는 P편광빔인 제1빔(B1)은 곧바로 액정패널(200)로 입사하고, 편광분리소자(140)에서 반사된 S편광빔은 편광변환소자(160)를 지나면서 P편광빔으로 변환된다. 변환된 P편광빔인 제2빔(B2)은 제1반사거울(180)에서 반사되어 제1빔과 나란히 액정패널(200)로 입사한다. 그런데 편광변환소자(160)는 편광분리소자(140)와 제1반사거울(180)사이에 위치하므로 제1도(b)에 도시된 바와같이 편광빔이 액정패널(200)의 가운데부분에 도달하지 못하게 된다. 특히 광원(100)으로부터의 빔이 완전한 평행광이 아닌 경우 편광변환소자(160)에서의 전반사로 인하여 액정패널(200)의 가운데부분으로 입사하는 빔의 세기가 더욱 줄어든다. 따라서 사용자는 화면중앙부가 어두워진 화상을 보게 되는 문제점이 있었다.The beam of the light source 100 reaches the polarization splitter 140 as parallel light reflected by the reflector 120 installed on the rear surface of the light source. The first beam B 1 , which is the P-polarized beam passing through the polarization splitter 140, immediately enters the liquid crystal panel 200, and the S-polarized beam reflected by the polarization splitter 140 is the polarization converting element 160. As it passes through, it is converted into a P-polarized beam. The second beam B 2 , which is the converted P-polarized beam, is reflected by the first reflection mirror 180 and enters the liquid crystal panel 200 in parallel with the first beam. However, since the polarization conversion element 160 is positioned between the polarization separation element 140 and the first reflection mirror 180, the polarization beam reaches the center of the liquid crystal panel 200 as shown in FIG. You won't be able to. In particular, when the beam from the light source 100 is not completely parallel light, the intensity of the beam incident to the center portion of the liquid crystal panel 200 is further reduced due to total reflection in the polarization conversion element 160. Therefore, the user has a problem in that the center of the screen to see the dark image.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 광원의 빔을 편광분리하고 그중 하나의 빔은 편광변환하여 두 빔을 동일한 편광빔으로 만든 후 편광빔들의 경로를 다수의 반사거울을 이용하여 변경하므로써 액정패널의 중앙부에 다른 부분과 동일한 양의 빔이 입사되게 하는 조명장치를 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to polarize the beam of the light source, and one of the beams are polarized conversion to make the two beams the same polarization beam and then to change the path of the polarized beams using a plurality of reflection mirrors Therefore, it is to provide an illumination device that allows the same amount of beams to enter the central portion of the liquid crystal panel.

이하 본 고안의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2도는 본 고안의 일 실시예에 따른 조명장치의 광경로를 도시한 것이다. 광원(100) 전방에 위치한 편광분리소자(140)는 광원으로부터 입사하는 광원을 서로 수직한 진행방향을 갖는 P편광과 S편광으로 분리하는 기능을 갖는다. 편광분리소자(140)는 반사광이 아래로 향하도록 광원(100)으로부터 투사되는 광선에 대해 45°각으로 설치한다. 제1반사거울(180)은 편광분리소자(140)의 투과광이 90°로 반사되도록 배치된다. 제3반사거울(184)은 편광분리소자(140)의 반사광을 90°반사시키도록 배치된다. 제2반사거울(182)은 제1반사거울(180) 및 제3반사거울(184)에 의해 반사되는 광선들의 광경로상에 설치된다. 제2반사거울(182)은 제1반사거울(180)의 반사광을 90°반사시키도록 배치된다. 액정패널(200)은 제2반사거울(182)과 제3반사거울(184)의 반사광을 입사받도록 배치된다. 제2반사거울(182)의 정확한 배치형태는 그 상단부가 제3반사거울(184)의 하부에서 반사되어 액정패널(200)의 가운데로 입사하는 빔의 일부를 가리도록 배치한다.2 shows an optical path of the lighting apparatus according to an embodiment of the present invention. The polarization splitting element 140 positioned in front of the light source 100 has a function of separating light sources incident from the light source into P-polarized light and S-polarized light having a traveling direction perpendicular to each other. The polarization splitting element 140 is installed at an angle of 45 ° with respect to the light beam projected from the light source 100 so that the reflected light is directed downward. The first reflection mirror 180 is disposed to reflect the transmitted light of the polarization splitting element 140 at 90 °. The third reflection mirror 184 is disposed to reflect the reflected light of the polarization splitting element 140 by 90 degrees. The second reflection mirror 182 is installed on the optical path of the light rays reflected by the first reflection mirror 180 and the third reflection mirror 184. The second reflection mirror 182 is arranged to reflect the reflected light of the first reflection mirror 180 by 90 degrees. The liquid crystal panel 200 is disposed to receive the reflected light of the second reflection mirror 182 and the third reflection mirror 184. The exact arrangement of the second reflection mirror 182 is disposed so that its upper end portion is reflected from the lower portion of the third reflection mirror 184 to cover a part of the beam incident to the center of the liquid crystal panel 200.

편광분리된 빔은 상술한 반사거울들에 의해 경로를 변경 제1빔(B1)은 액정패널(200) 하부로 입사하고, 제2빔(B2)은 패널(200) 상부로 입사한다. 패널(200)로 입사하는 두 빔의 경계를 이루는 것은 원형점선내에 실선으로 나타낸 광선이다. 제2반사거울(182) 반사면 상단부에서 반사되는 제1반사거울(180)의 빔과 제3반사거울(184)에서 반사된 빔중 상기 제2반사거울(182) 상단부를 통과하는 빔은 한 경로로 액정패널(200)에 입사한다.The polarized beam is changed in path by the above-described reflection mirrors. The first beam B 1 is incident to the lower portion of the liquid crystal panel 200, and the second beam B 2 is incident to the upper portion of the panel 200. The boundary between the two beams incident on the panel 200 is a ray represented by a solid line in a circular dotted line. The beam passing through the upper end of the second reflecting mirror 182 of the beam of the first reflecting mirror 180 and the beam reflected from the third reflecting mirror 184 is reflected by the upper end of the second reflecting mirror 182. Incident on the liquid crystal panel 200.

점선으로 나타낸 광선은 오목반사경(120) 가장자리에서 반사된 빔들로 각각 제1반사거울(180) 및 제3반사거울(184)의 가장자리에서 반사된다. 이 빔들은 제2반사거울(182) 두께면(182b)에서 만나 간섭을 일으켜 두 빔 경계의 광량을 떨어뜨린다. 이것이 화면중앙부가 주변보다 다소 어두워지는 원인이 된다. 따라서 상기 광선이 제2반사거울(182)에 닿지 않고 통과하도록 제2반사거울(182) 반사면 상단부에서부터 반사거울 두께에 경사면(182c)을 갖도록 형성한다.Light rays represented by dotted lines are reflected at the edges of the first reflecting mirror 180 and the third reflecting mirror 184 as beams reflected at the edges of the concave reflector 120. These beams meet at the thickness mirror 182b of the second reflection mirror 182 and cause interference to reduce the amount of light at the two beam boundaries. This causes the center of the screen to be somewhat darker than the surroundings. Therefore, the light beams are formed to have an inclined surface 182c at a thickness of the reflective mirror from the upper end of the reflective surface of the second reflective mirror 182 so that the light does not reach the second reflective mirror 182.

이로써 화면중앙부의 밝기가 다소 떨어지는 현상은 해소할 수가 있다. 그러나 두 빔의 광강도가 틀릴 경우 화면이 양분되는 현상은 여전히 발생한다. 이를 해결하기 위해 반사거울들 중 하나의 반사면에 반사율을 조절한 코팅을 한다.As a result, the phenomenon that the brightness of the center portion of the screen falls slightly can be eliminated. However, when the light intensity of the two beams is different, the screen splitting still occurs. In order to solve this problem, a reflectance-adjusted coating is applied to one of the reflective mirrors.

제3도는 본 고안의 다른 실시예를 보여준다. 상기 일 실시예와 동일한 부분은 동일부호로 표시한다. 이 예에서는 제2도의 제2반사거울(182)의 역할을 제4반사거울(186)이 한다. 제4반사거울(186)은 제1 및 제3반사거울(180, 184) 사이에 설치된다. 제4반사거울(186)의 정확한 위치는 그 반사면 하단부가 제3반사거울(184)상부에서 반사되어 패널(200)가운데로 입사하는 빔의 일부를 가리도록 배치한다. 이와같이 배치하면 제4반사거울(186) 전방에 액정패널(200) 상부가 위치하게 된다. 따라서 제4반사거울(186)에서 최종 반사된 제1빔(B1)은 패널상부로, 제2빔(B2)은 패널하부로 입사한다. 이때 제3반사거울(184)에서 반사되어 패널(200)가운데로 입사하는 빔이 원형내에 도시된 것처럼 제4반사거울(186) 반사면 단부가 아니고 이면 단부에서 통과하게 되면 두 빔이 나뉘게 된다.3 shows another embodiment of the present invention. The same parts as in the above embodiment are denoted by the same reference numerals. In this example, the fourth reflection mirror 186 plays the role of the second reflection mirror 182 of FIG. 2. The fourth reflection mirror 186 is installed between the first and third reflection mirrors 180 and 184. The correct position of the fourth reflecting mirror 186 is disposed so that the lower end of the reflecting surface covers a part of the beam reflected from the upper part of the third reflecting mirror 184 and incident on the panel 200. In this manner, the upper portion of the liquid crystal panel 200 is positioned in front of the fourth reflection mirror 186. Therefore, the first beam B 1 reflected by the fourth reflection mirror 186 is incident on the upper panel, and the second beam B 2 is incident on the lower panel. In this case, when the beam reflected from the third reflection mirror 184 and incident to the center of the panel 200 passes through the rear surface end instead of the reflective surface end of the fourth reflection mirror 186, the two beams are divided.

따라서 제4반사거울(186) 반사면 하단부에서부터 거울두께에 경사면을 갖도록 형성하여 두 빔의 경계가 나뉘지 않도록 한다. 그외 작용은 제2도에서와 같다.Therefore, the fourth reflective mirror 186 is formed to have an inclined surface at the mirror thickness from the lower end of the reflective surface so that the boundary between the two beams is not divided. Other actions are the same as in FIG.

제4도는 본 고안의 또 다른 실시예를 보여준다. 이 예에서는 반사거울을 다수개 더 사용해 구성한 것이 특징이다. 제3반사거울(184)에서 반사된 광을 받아 다시 90°반사시키는 제5반사거울(188)이 제1반사거울(180)밑으로 배치된다. 제1 및 제5반사거울(180, 188) 중간에는 제6반사거울(190)과 제7반사거울(192)이 배치된다. 액정패널(200)은 제6 및 제7반사거울(190, 192) 전방에 배치된다. 제7반사거울(192)은 제5반사거울(188)의 반사광을 받아 다시 90°반사해 액정패널(200)로 입사시킨다. 제6 및 제7반사거울(190, 192)은 각각 그 하단부와 상단부를 제2도 및 제3도에서 설명한 바와같은 이유로 경사면을 갖도록 형성한다. 두 반사거울(190, 192)은 경사면을 맞닿게 붙여 서로 직각을 이루게 한다. 액정패널(200)에 입사하는 빔은 제6 및 제7반사거울(190, 192)에서 최종 반사된 빔들이다.4 shows another embodiment of the present invention. This example is characterized by the use of multiple reflective mirrors. A fifth reflection mirror 188 that receives the light reflected from the third reflection mirror 184 and reflects the light 90 degrees again is disposed under the first reflection mirror 180. The sixth reflective mirror 190 and the seventh reflective mirror 192 are disposed in the middle of the first and fifth reflective mirrors 180 and 188. The liquid crystal panel 200 is disposed in front of the sixth and seventh reflection mirrors 190 and 192. The seventh reflection mirror 192 receives the reflected light of the fifth reflection mirror 188 and reflects the light 90 ° again to enter the liquid crystal panel 200. The sixth and seventh reflecting mirrors 190 and 192 respectively form the lower end and the upper end to have an inclined surface for the reason described in FIGS. 2 and 3. The two reflection mirrors 190 and 192 abut the inclined surfaces to form a right angle with each other. The beams incident on the liquid crystal panel 200 are beams finally reflected by the sixth and seventh reflection mirrors 190 and 192.

점선으로 나타낸 광선은 각각 제1 및 제5반사거울(180, 188) 가장자리에서 반사된 빔들로 원형내에 도시된 것처럼 상기 제6 및 제7반사거울(190, 192)의 반사면에 닿지 않고 통과해 버린다. 이로써 패널에 입사하는 두 빔의 경계에 영향을 주지 못한다. 그 밖의 작용은 상기 실시예들과 같다.Light rays, shown as dashed lines, pass through the beams reflected at the edges of the first and fifth reflecting mirrors 180 and 188, respectively, without touching the reflective surfaces of the sixth and seventh reflecting mirrors 190 and 192, as shown in the circle. Throw it away. This does not affect the boundary of the two beams incident on the panel. Other functions are the same as those of the above embodiments.

이상 설명한 바와같이 본 고안에 의한 액정프로젝터용 조명장치는 액정패널 전면에 균일한 편광빔을 입사하는 효과가 있다.As described above, the lighting apparatus for a liquid crystal projector according to the present invention has an effect of injecting a uniform polarization beam to the entire liquid crystal panel.

Claims (6)

(정정) 광원으로부터 빔을 액정패널에 투사하는 액정프로젝터용 조명장치에 있어서, 광원 전방에 배치되어 상기 빔을 P편광 및 S편광으로 분리하여 투과 및 반사시키는 편광분리소자; 상기 편광분리소자에서 반사되는 빔의 광경로상에 배치되어 상기 반사 빔의 위상을 변환하여 투과시키는 편광변환소자; 및 상기 편광분리소자 및 편광변환소자로부터 투과되는 빔들을 균일하게 액정패널에 투사시키는 광결합수단을 포함하는 액정프로젝터용 조명장치.(Correction) A lighting apparatus for a liquid crystal projector for projecting a beam from a light source to a liquid crystal panel, comprising: a polarization splitting element disposed in front of the light source for separating and transmitting the beam into P-polarized light and S-polarized light; A polarization converting element disposed on an optical path of a beam reflected by the polarization splitting element to convert and transmit a phase of the reflected beam; And optical coupling means for uniformly projecting beams transmitted from the polarization splitting element and the polarization converting element onto the liquid crystal panel. (정정) 제1항에 있어서, 상기 광결합수단은 상기 편광분리소자의 투과광을 90° 반사하는 제1반사거울; 상기 편광변환소자의 투과광을 90°반사하여 액정패널의 상부로 투사하는 제2반사거울; 및 상기 제1 및 제2반사거울로부터 반사되는 빔의 광경로상에 위치하고, 상기 제1반사거울의 반사면 상단부의 빔은 반사 및 투과없이 그대로 진행하도록 위치하며, 상기 제2반사거울의 반사면 하단부의 빔은 액정패널로 진행하지 않도록 반사면 상단부에 두께에 따른 경사면을 형성하여, 상기 제1반사거울의 반사광을 90°반사하여 액정패널의 하부로 투사하는 제3반사거울로 구성된 것을 특징으로 하는 액정프로젝터용 조명장치.(Correction) The display apparatus according to claim 1, wherein the optical coupling means comprises: a first reflection mirror that reflects the transmitted light of the polarization splitting element by 90 degrees; A second reflection mirror reflecting the transmitted light of the polarization conversion element by 90 ° and projecting the upper portion of the liquid crystal panel; And positioned on an optical path of beams reflected from the first and second reflecting mirrors, and a beam of an upper end portion of the reflecting surface of the first reflecting mirror proceeds without reflection and transmission, and the reflecting surface of the second reflecting mirror. The lower beam forms an inclined surface according to the thickness at the upper end of the reflecting surface so as not to proceed to the liquid crystal panel, and consists of a third reflecting mirror which reflects the reflected light of the first reflecting mirror by 90 ° and projects the lower part of the liquid crystal panel. Lighting equipment for liquid crystal projectors. 제1항에 있어서, 상기 광결합수단은 상기 편광분리소자의 투과광을 90°반사하는 제1 반사거울; 상기 편광변환소자의 반사광을 90°반사하는 제2반사거울; 상기 제2반사거울로부터 반사된 광을 90°로 재반사하는 제3반사거울; 상기 제1반사거울의 반사면 하단부의 빔이 반사 및 투과없이 그대로 진행하도록 위치하며 상기 제1반사거울에서 반사된 광을 90°반사하여 액정패널의 상부로 투사하는 제4반사거울; 및 상기 제3반사거울의 반사면 상단부의 빔이 반사 및 투과없이 그대로 진행하도록 위치하며 상기 제3반사거울에서 반사된 광을 90°반사하여 액정패널의 하부로 투사하는 제5반사거울로 구성된 것을 특징으로 하는 액정프로젝터용 조명장치.According to claim 1, The optical coupling means comprises: a first reflection mirror for reflecting the transmitted light of the polarization splitting device 90 °; A second reflection mirror reflecting the reflected light of the polarization conversion element by 90 °; A third reflecting mirror which reflects light reflected from the second reflecting mirror at 90 degrees; A fourth reflection mirror positioned such that the beam at the lower end of the reflective surface of the first reflection mirror proceeds without reflection and transmission, and reflects the light reflected from the first reflection mirror by 90 ° to project the light to the upper portion of the liquid crystal panel; And a fifth reflecting mirror positioned so that the beam of the upper end of the reflecting surface of the third reflecting mirror proceeds without reflection and transmission, and reflecting the light reflected from the third reflecting mirror by 90 ° to project the lower portion of the liquid crystal panel. Illumination device for a liquid crystal projector characterized in that. 제3항에 있어서, 상기 제4반사거울의 반사면 하단부 및 제5반사거울의 반사면 상단부가 서로 직각을 이루도록 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 액정프로젝터용 조명장치.The illuminating device for a liquid crystal projector according to claim 3, wherein the lower end of the reflecting surface of the fourth reflecting mirror and the upper end of the reflecting surface of the fifth reflecting mirror are bonded to each other at right angles. 제1항에 있어서, 상기 광결합수단은 상기 편광분리소자의 투과광을 90°반사하는 제1반사거울; 상기 편광변환소자의 투과광을 90°반사하여 액정패널의 하부로 투사하는 제2반사거울; 및 상기 제1 및 제2반사거울로부터 반사되는 빔의 광경로상에 위치하고, 상기 제1반사거울의 반사면 하단부의 빔은 반사 및 투과없이 그대로 진행하도록 위치하며, 상기 제2반사거울의 반사면 상단부의 빔은 액정패널로 진행하지 않도록 반사면 하단부에 두께에 따른 경사면을 형성하여, 상기 제1반사거울의 반사광을 90°반사하여 액정패널의 상부로 투사하는 제3반사거울로 구성된 것을 특징으로 하는 액정프로젝터용 조명장치.According to claim 1, The optical coupling means comprises a first reflecting mirror for reflecting the transmitted light of the polarization splitting device 90 °; A second reflection mirror reflecting the transmitted light of the polarization conversion element by 90 ° and projecting the lower portion of the liquid crystal panel; And positioned on an optical path of beams reflected from the first and second reflecting mirrors, and a beam of a lower end portion of the reflecting surface of the first reflecting mirror proceeds without reflection and transmission, and the reflecting surface of the second reflecting mirror. The beam of the upper end is formed of a third reflecting mirror which forms an inclined surface according to the thickness at the lower end of the reflecting surface so as not to proceed to the liquid crystal panel and reflects the reflected light of the first reflecting mirror by 90 ° to project the upper part of the liquid crystal panel. Lighting equipment for liquid crystal projectors. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편광빔들을 동일한 광강도로 조절하기 위해 상기 반사거울들 중 적어도 하나의 반사면에 반사율이 조절된 코팅층을 구비한 것을 특징으로 하는 액정프로젝터용 조명장치.6. The liquid crystal projector according to any one of claims 2 to 5, wherein at least one of the reflection mirrors has a coating layer with a reflectance adjusted to adjust the polarization beams to the same light intensity. Lighting equipment.
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