KR200160457Y1 - 액정 프로젝터의 광학장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 색구현 능력을 향상시킨 액정 프로젝터의 광학 장치에 관한 것으로서, 특히 광원에서 출사되는 광원의 파장별 스펙트럼 중에서, 다이크로익 미러를 사용하여 색분리/색합성을 구현하는 3판식 액정 프로젝터의 경우 청색과 녹색, 녹색과 적색영역을 분리하는 파장부근에서 피크치가 나타나면, 이를 제거하기 위해 피크치 제거용 필터를 화상소자인 액정판넬과 광원 사이에 설치하여 광원에서 나타내는 성능저하가 예상되는 피크치를 제거하므로서, 색상구현에 대한 안정도를 향상시켜 광학 세트에 따라 색 구현 범위가 차이가 나는 것을 해결하는데 목적이 있다.

이와 같은 본 고안은 백색광을 발산하는 광원과 화상 형성소자인 액정판넬 사이에 위치하여 청색과 녹색을 색분리시키는 파장부근과, 녹색과 적색을 색 분리시키는 파장부근에서 나타나는 광원의 피크치를 제거하기 위해 상기 파장부근의 상대 투과율이 다른 파장역에 비해 낮추는 피크치 제거 필터로 구성한다.

Description

액정 프로젝터의 광학장치

제1도는 종래 액정프로젝터의 광학장치 구성도.

제2도는 본 고안 액정 프로젝터의 광학 장치구성도.

제3도는 광원 스펙트럼의 일 실시예를 보인 스펙트럼도.

제4도는 광원에 따른 피크치 제거용 필터의 특성도.

제5도는 다이크로익 필터의 투과 특성설계도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 광원 2 : 반사경

3 : 적외선/자외선 제거필터 4 : 집광계 렌즈

5 : 입사 편광판 6 : 액정판넬

7 : 출사 편광판 8 : 투사렌즈

9 : 스크린 10 : 피크치 제거필터

본 고안은 색구현 능력을 향상시킨 액정 프로젝터의 광학 장치에 관한 것으로서, 특히 광원에서 출사되는 광원의 파장별 스펙트럼 중에서, 다이크로익 미러를 사용하여 색분리/색합성을 구현하는 3판식 액정 프로젝터의 경우 청생과 녹색, 녹색과 적색영역을 분리하는 파장부근에서 피크치가 나타나면, 이를 제거하기 위해 피크치 제거용 필터를 화상소자인 액정판넬과 광원 사이에 설치하여 광원에서 나타내는 성능저하가 예상되는 피크치를 제거하므로서, 색상구현에 대한 안정도를 향상시켜 광학 세트에 따라 색구현 범위가 차이가 나는 것을 해결 하는데 목적이 있다.

종래 액정 프로젝터의 구성은 제 1 도에 도시한 바와 같이 백색광을 발생하는 광원(1)과, 상기 광원(1)으로 부터의 빛을 반사시켜 액정판넬(6)측으로 반사시켜주는 반사경(2)과, 상기 광원(1)으로 부터의 백색광중 적외선/자외선 부분을 제거시키는 적외선/자외선 제거필터(3)와, 상기 적외선/자외선 제거 필터(3)를 거쳐 입사되는 빛을 집광시켜주는 집광렌즈(4)와, 빛을 직선 편광시켜주는 입사 편광판(5)과, 화상을 형성해주는 화상소자인 액정판넬(6)와, 상기 입사 편광판(5)과 90°각도로 엇갈리게 직선 편광구조를 갖고 액전판넬(6)이 트위스트 특성과 결합하여 광량을 조절하는 출사 편광판(7)과, 화상을 확대 투사시키는 투사렌즈(8)와, 화상을 볼 수 있도록 한 스크린(9)으로 구성되어 있다.

이와 같은 종래 액정 프로젝터 장치는 제 3 도에 도시한 바와 같이 메탈할라이드 램프의 파장별 스펙트럼 분포를 보면 440nm, 490nm, 545nm, 580nm 부근에서 피크치가 나타나고 있다.

이것은 연속 스펙트럼을 내기 위해 램프에 집어넣은 물질특성에 의한 것으로, 대부분의 램프에서 나타나고 있다.

여기서 440nm은 청색영역에 속하고, 545nm은 녹색 영역에 속하기 때문에 색분리/색 합성시에는 문제가 없으나, 색 분리/색 합성시 490nm의 피크치는 청색과 녹색투과 영역의 경계치에 위치하고 있고, 580nm의 피크치는 녹색과 적색투과 영역의 경계치에 위치하고 있어, 색구현 능력에 있어서 광학세트별 차이를 심하게 나타낼 수 있다.

제 5 도는 메탈할라이드 램프를 사용하고, NTSC의 적,청,녹색의 색도구현에 맞춰 색분리/색합성시 사용하는 다이크로익 필터들의 특성을 보여주는 것으로 단판식 액정 프로젝터의 경우는 다이크로익 필터 대신 칼라 필터가 색분리를 대신한다.

즉 청색투과 필터액을 50% 투과 파장을 기준으로 380nm~495nm로 설계하면 청색의 색도좌표는 CIE 색도좌표는 x=0.14, y=0.06을 구현한다.

녹색필터의 투과 파장역을 단파장은 516nm, 장파장은 560nm로 50%투과 파장을 정하면 녹색의 CIE색도좌표는 x=0.22, y=0.72을 구현한다.

적색필터의 투과 역을 580nm로 정하면 적색의 색도좌표는 x=0.65, y=0.35을 구현하는 것으로 나타난다.

이때 투과 영역이 색분리/색합성 다이크로익 필터의 경우 50% 투과 파장이 청색필터의 경우 495nm로 일정하면 각각의 부품특성이 일정하므로 각각의 세트에 따른 색도좌표의 변화가 없을 수 있다.

그러나 이와 같은 종래 액정 프로젝터 장치는 다이크로익 코팅 설계/제작에 있어서 보통 5nm, 10nm의 공차를 요구하게 된다.

따라서 청색필터의 경우 50% 투과파장이 495±10nm의 공차를 갖고 제작이 된다면 485nm~505nm의 필터가 제공된다.

이때 이 485nm~505nm의 사이에 피크치가 튀는 광원이 입사되면 피크치 파장을 포함하느냐, 포함하지 않느냐에 따라 밝기와 색도 변화가 크게 나타날 수 있으므로 광학장치에 따라 색도변화와 밝기 변화가 심하게 나타나게 된다.

또한 청색필터와 마찬가지로 적색필터도 같은 방식으로 작용한다.

즉 제 4 도에 도시한 바와 같이 50% 투과파장이 570nm~590nm에서 제작될 수 있고, 만약 이 범위에 광원이 피크치가 튀는 광원이 입사되면 피크치 파장을 포함하느냐, 포함하지 않으냐에 따라 밝기와 색도변화가 크게 나타날수 있으므로 광학장치에 따라 색도 변화와 밝기 변화가 심하게 나타나게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 광원에서 출사되는 광원의 파장별 스펙트럼 중에서, 다이크로익 미러를 사용하여 색분리/색합성을 구현하는 3판식 액정 프로젝터의 경우 청색과, 녹색과 적색영역을 분리하는 파장부근에서 피크치가 나타나면, 이를 제거하기 위해 피크치 제거용 필터를 화상소자인 액정판넬과 광원 사이에 설치하여 광원에서 나타나는 성능저하가 예상되는 피크치를 제거하므로서, 색상 구현에 대한 안정도를 향상시켜 광학 세트에 따라 색구현 범위가 차이가 나는 것을 해결하도록 한 액정 프로젝터의 광학장치를 제공함에 있다.

이와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위한 수단은 백색광을 발산하는 광원과 화상 형성 소자인 액정판넬 사이에 위치하여 청색과 녹색을 색분리시키는 파장부근과, 적색을 색분리시키는 파장 부근에서 나타나는 광원의 피크치를 제거하기 위해 상기 파장부근의 상대 투과율이 다른 파장역에 비해 낮추는 피크치 제거필터로 이루어지므로서 달성되는 것으로 이하 본 고안을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 2 도는 본 고안 액정 프로젝터 광학 장치 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, 백색광을 발생하는 광원(1)과, 상기 광원(1)에서 발생된 빛을 반사시켜 주는 반사경(2)과, 상기 광원(1)으로 부터 발산된 백색광중 적외선/자외선 부분을 제거시키는 적외선/자외선 제거필터와, 상기 적외선/자외선 제거필터(3)를 통과한 빛에서 청색과 녹색을 색분리 시키는 파장 부근과, 녹색과 적색을 색분리시키는 파장부근에서 나타나는 광원의 피크치를 제거하기 위해 상기 파장부근의 상대 투과율이 다른 파장역에 비해 낮도록 한 피크치 제거 필터(10)와, 상기 피크치 제거필터(10)를 통과한 빛을 모아주는 집광계 렌즈(4)와, 상기 집광계 렌즈(4)를 통과한 빛에서 편광되지 않는 빛을 직선 편광시키는 입사 편광판(5)과, 상기 입사편광판(5)과 90°각도로 엇갈리게 편광판이 구성되어 액정판넬의 화상의 밝기를 조절하는 출사 편광판(7)과, 상기 출사 편광판(7)을 통과한 빛의 화상을 확대 투사시키는 투사렌즈(8)와, 화상을 볼수 있도록 구성된 스크린(9)으로 구성한다.

이와 같이 구성한 본 고안의 작용, 효과를 첨부한 도면 제 2 내지 제 5 도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

피크치 제거 필터(10)는 광원(1)과 색분리용 다이크로익 필터 전에 위치하고, 파장 투과 특성이 광원(1)중에서 청색과 녹색 경계 부근에서 피치크가 튀는 부분을 제거하여 피크치 주변 파장의 투과율과 상대 투과율을 맞추기 위해 490nm 부근에서 상태 투과율을 떨구고, 녹색과 적색 경계부근에서 피크치가 튀는 부분을 제거하여 피크치 주변파장의 투과율과 상태 투과율을 맞추기 위해 580nm의 부근에서 상태 투과율을 떨구는 제 4 도에 도시한 바와 같은 필터 특성을 나타낸다.

제 3 도에서 도시한 바와 같이 광원의 스펙트럼을 A의 궤적과 같이 490nm와 580nm 부근에서 피크치가 튀는 특성을 갖고, 피크치 제거 필터(10)를 통과한 것은 (B)와 같은 특성을 나타내는 색분리/색합성에 사용되는 다이크로익 필터의 투과 특성이 485~505nm, 570~590nm의 사이에서 변화되더라도 급격한 밝기 변화와 색도 변화가 나타나지 않게 되어 안정적인 광학 세트를 제공한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안은 광원과 화상소자인 액정판넬 사이에 설치한 피크치 제거 필터에 의해 광원에서 나타나는 성능저하가 예상되는 피크치를 제거하므로서, 색상 구현에 대한 안정도를 향상시켜 광학 세트에 따라 색 구현 범위가 차이나는 것을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 백색광을 발산하는 광원과 화상 형성소자인 액정판넬 사이에 위치하여 청색과 녹색을 색분리시키는 파장부근과, 녹색과 적색을 색 분리시키는 파장부근에서 나타나는 광원의 피크치를 제거하기 위해 상기 파장부근의 상대 투과율이 다른 파장역에 비해 낮추는 피크치 제거 필터를 포함하여된 것을 특징으로 한 액정 프로젝터의 광학장치.
2. 제1항에 있어서, 피크치 제거 필터는 490±10nm, 580±10nm의 영역에서 투과율이 상대적으로 다른 파장역에 비해 떨어지도록 한 액정 프로젝터의 광학장치.