KR20030031582A - 반사형 프로젝터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 반사형 프로젝터는 램프가 구비되어 있어 빛이 생성되는 광원과; 상기 광원의 빛을 파장에 따라 투과시켜 색을 선택하며, 상기 투과된 빛을 반사시키는 제 1 반사경이 구비되어 있는 칼라드럼과; 상기 반사된 빛을 집속시키는 광집속부와; 상기 집속된 빛의 경로가 변경되는 제 2 반사경과; 상기 반사된 빛을 입력으로 하여 화상을 생성 출력하는 화상생성부와; 상기 생성된 화상을 스크린에 비추는 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 반사형 프로젝터는 색이 분리되는 칼라휠과 광경로변경 프리즘 대신 칼라드럼과 반사경을 이용하고, 광혼합수단 대신 플라이 아이 렌즈를 사용함으로써, 그 구성과 제작이 용이하다.

또한, 광원에서 생성된 빛의 초점을 칼라드럼의 드럼면에 위치시킴으로써 광 이용효율 및 색 재현성이 증대되는 장점도 있다.

Description

반사형 프로젝터{Reflection type projector}

본 발명은 반사형 프로젝터에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 광경로변경수단으로써 반사경을 사용하는 반사형 프로젝터에 관한 것이다.

도 1a는 종래의 프로젝터를 개략적으로 나타낸 구조도이다.

도 1a를 참조하면, 종래의 프로젝터는 램프(111)에 의하여 빛이 생성되는 광원(110)과; 상기 생성된 빛을 선택 투과시키는 칼라휠(120)과; 상기 투과된 빛을 혼합시켜 균일한 빛이 되도록 하는 광혼합수단(130)과; 상기 균일화된 빛이 집속되며 경로가 변경되는 제 1, 제 2 집속렌즈(140)(160) 및 반사경(150)과; 상기 빛의 조명경로와 투사경로를 분리시켜 주는 광경로변경 프리즘(170)과; 상기 광경로변경 프리즘(170)을 통과한 빛을 이용하여 화상이 생성되는 화상생성수단(180)과; 상기 생성된 화상이 투사되는 투사렌즈(190)로 이루어져 있다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 광원(110)은 백색광이 생성되는 램프(111)와 상기 램프(110)에서 생성된 백색광이 한방향으로 투사될 수 있도록 하는 반사경으로 이루어져 있다.

상기 칼라휠(120)은 구동부(121)에 의하여 회전하면서 입사된 빛 중 일정색을 선택하여 투과시키는 부재이며, 상기 광혼합수단(130)은 전반사를 이용하여 입사된 빛을 혼합시키는 부재로서, 외부 환경의 미세한 변화에도 오차가 발생하게 된다. 따라서, 상기 광혼합수단(130)을 사용한 광학계의 구성은 많은 어려움을 야기시키고 있다. 또한, 상기 광원(110)에서 생성된 빛의 초점이 상기 칼라휠(120) 후면에 위치하는 상기 광혼합수단(130)에 위치함으로써, 상기 칼라휠(120)에 맺히는빛의 면적이 증가하여 종래의 반사형 프로젝터에 사용되는 칼라휠의 색분배 상태를 나타내는 도 1b와 같이 색이 겹치는 부분(녹색+적색 영역)이 발생하게 되는데, 이러한 현상은 색재현성을 저하시키게 되며, 이를 방지하기 위하여 별도의 처리가 요구된다.

상기 제 1 및 제 2 집속렌즈(140)(160)는 상기 광혼합수단(130)을 거친 빛의 분산을 방지하기 위하여 빛을 집속시키는 부재로서, 그 사이에 상기 반사경(150)이 위치하여 빛의 경로를 변경시키고 있다.

상기 광경로변경 프리즘(170)은 빛의 조명경로와 투사경로를 분리시켜 주는 역할을 하는 부재로서, 상기 광경로변경 프리즘(170)을 통과한 빛은 상기 화상생성수단(180)에 의하여 상이 맺히게 된다. 이렇게 생성된 상은 상기 투사렌즈(190)를 통하여 스크린(미도시)으로 투사된다.

그런데, 종래의 프로젝터에서의 광경로변경 프리즘(170)은 빛의 반사, 투과를 만족시키는 비반사 코팅이 요구되며, 광학계의 비점수차가 발생되는 것을 억제하기 위하여 상기 광경로변경 프리즘(170)의 공간을 미세하게 구성해야 하므로 그 공정이 난이한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 구성이 복잡하며 정밀한 작업이 요구되는 광경로변경 프리즘과 동등한 성능을 제공함과 동시에 구성이 간단한 반사형 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 광원에서 생성된 빛의 초점을 색을 선택 분리시키는 수단에 직접 초점이 맺히도록 함으로써, 색재현성을 향상시킨 반사형 프로젝터를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

도 1a는 종래의 프로젝터를 개략적으로 나타낸 구조도.

도 1b는 종래의 반사형 프로젝터에 사용되는 칼라휠의 색분배 상태를 개략적으로 나타낸 그래프.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반사형 프로젝터를 개략적으로 나타낸 구조도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110, 210.....광원111, 211.....램프

120..........칼라휠220..........칼라드럼

121, 222.....구동부130..........광혼합수단

140, 230.....제 1 집속렌즈150..........반사경

160, 260.....제 2 집속렌즈170..........광경로변경 프리즘

180, 270.....화상생성수단240..........플라이 아이 렌즈부

221..........제 1 반사경250..........제 2 반사경

190, 280.....투사렌즈

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반사형 프로젝터는 램프가 구비되어 있어 빛이 생성되는 광원과; 상기 광원의 빛을 파장에 따라 투과시켜 색을 선택하며, 상기 투과된 빛을 반사시키는 제 1 반사경이 구비되어 있는 칼라드럼과; 상기 반사된 빛을 집속시키는 광집속부와; 상기 집속된 빛의 경로가 변경되는 제 2 반사경과; 상기 반사된 빛을 입력으로 하여 화상을 생성 출력하는 화상생성부와; 상기 생성된 화상을 스크린에 비추는 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 칼라드럼의 드럼면은 상기 광원에서 생성된 빛의 초점위치에 위치하며, 상기 제 1 반사경은 상기 초점위치의 뒷부분에 위치하는 것이 바람직하며, 상기 광집속부는 상기 칼라드럼에서 반사된 빛이 집속되는 집속렌즈와; 상기 집속된 빛의 중앙과 가장자리의 세기를 균일하게 하는 플라이 아이 렌즈로 이루어질 수 있으며, 상기 화상생성부는 미세구동거울을 집적한 반도체 광스위치 소자인 디엠디(Digital Micromirror Device, DMD)가 사용될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 반사형 프로젝터는 색이 분리되는 칼라휠과 광경로변경 프리즘 대신 칼라드럼과 반사경을 이용하고, 광혼합수단 대신 플라이 아이 렌즈를 사용함으로써, 그 구성과 제작이 용이하다.

또한, 광원에서 생성된 빛의 초점을 칼라드럼의 드럼면에 위치시킴으로써 광이용효율 및 색재현성이 증대되는 장점도 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반사형 프로젝터를 개략적으로 나타낸 구조도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 반사형 프로젝터는 램프(211)가 구비되어 있어 빛이 생성되는 광원(210)과; 상기 광원(210)의 빛을 파장에 따라 투과시켜 색을 선택하며, 상기 투과된 빛을 반사시키는 제 1 반사경(221)이 구비되어 있는 칼라드럼(220)과; 상기 반사된 빛을 집속시키는 광집속부와; 상기 집속된 빛의 경로가 변경되는 제 2 반사경(250)과; 상기 반사된 빛을 입력으로 하여 화상을 생성 출력하는 화상생성수단(270)과; 상기 생성된 화상을 스크린(미도시)에 비추는 투사렌즈(280)로 이루어져 있다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 광원(210)은 자체로 빛을 내지 못하는 상기 화상생성수단(270)에 빛을 제공하는 부재로서, 적색, 녹색, 청색광이 합성된 백색광이 생성되는 램프(211)와, 상기 백색광이 한방향으로 발사되도록 하는 반사경으로 이루어져 있다.

상기 칼라드럼(220)은 구동부(222)에 의하여 회전하면서 상기 백색광을 입력받아 적색, 녹색, 청색광을 출력하는 부재로서, 내부에 제 1 반사경(221)이 위치하고 있어 빛을 반사시킨다. 또한 상기 칼라드럼(220)은 그 드럼면에 빛의 초점을 위치시킴으로써 빛이 겹쳐지는 영역을 최소화시켜 광의 이용효율을 증대시키고 있다.

이와 같이 반사된 빛은 광집속부를 거치게 되는데, 상기 광집속부는 칼라드럼(220) 내의 제 1 반사경(221)에 의하여 반사된 빛을 집속시키는 제 1 집속렌즈(230)와, 상기 제 1 집속렌즈(230)를 거친 빛의 세기를 중앙부분과 가장자리부분 모두 동일하게 해주는 플라이 아이 렌즈부(240)로 이루어져 있다. 상기 플라이 아이 렌즈는 사각형상의 다수개의 볼록부가 형성되어 있는 렌즈로서, 크게는 판형상으로 이루어져 있어 그 설치 및 구성이 종래의 광혼합수단에 비하여 용이하다.

상기 제 2 반사경(250)은 상기 광집속부에서 집속된 빛이 상기 화상생성수단(270)으로 향할 수 있도록 경로를 변경시켜 주는 부재이다. 여기서도 상기 화상생성수단(270)과의 사이에 제 2 집속렌즈(260)를 설치하여 빛의 분산을 방지하고 있다.

상기 화상생성수단(270)은 상기 제 2 반사경(250)에서 반사된 빛을 이용하여 화상을 생성하는 수단으로써, 미세구동거울을 집적한 반도체 광스위치 소자인 디엠디(Digital Micromirror Device, DMD, 이하 'DMD'라 칭한다)가 사용될 수 있다.

여기서 상기 DMD는 SRAM(Static Random Access Memory)의 1셀단위마다 알루미늄합금 미세거울을 설치하여 정전작용에 의하여 그 각도가 변동되도록 한 광스위치로서, 상기 미세거울 한개가 디스플레이의 1개 화소가 된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 실시예에 따른 반사형 프로젝터의 동작을 간략하게 살펴보면, 먼저 광원(210)에서 생성된 백색광이 칼라드럼(220)에서 적색, 녹색, 청색으로 선택 분리된 후 제 1 집속렌즈(230)와 플라이 아이 렌즈부(240)에서 집속되고 세기가 고르게 되어 제 2 반사경(250)을 통하여 화상생성수단(270)으로 입력된다.

상기 화상생성수단(270)에 의하여 생성된 화상은 투사렌즈(280)를 통하여 스크린(미도시)에 투영된다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 반사형 프로젝터는 색이 분리되는 칼라휠과 광경로변경 프리즘 대신 칼라드럼과 반사경을 이용하고, 광혼합수단 대신 플라이 아이 렌즈를 사용함으로써, 그 구성과 제작이 용이하다.

또한, 광원에서 생성된 빛의 초점을 칼라드럼의 드럼면에 위치시킴으로써 광 이용효율 및 색재현성이 증대되는 장점도 있다.

Claims (3)

1. 램프가 구비되어 있어 빛이 생성되는 광원과;

   상기 광원의 빛을 파장에 따라 투과시켜 색을 선택하며, 상기 투과된 빛을 반사시키는 제 1 반사경이 구비되어 있는 칼라드럼과;

   상기 반사된 빛을 집속시키는 광집속부와;

   상기 집속된 빛의 경로가 변경되는 제 2 반사경과;

   상기 반사된 빛을 입력으로 하여 화상을 생성 출력하는 화상생성부와;

   상기 생성된 화상을 스크린에 비추는 투사렌즈

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 칼라드럼의 드럼면은 상기 광원에서 생성된 빛의 초점위치에 위치하며, 상기 제 1 반사경은 상기 초점위치의 뒷부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 광집속부는 상기 칼라드럼에서 반사된 빛이 집속되는 집속렌즈와;

   상기 집속된 빛의 중앙과 가장자리의 세기를 균일하게 하는 플라이 아이 렌즈

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 프로젝터.