KR20050037085A - 광터널, 균일광 조명장치 및 이를 채용한 프로젝터 - Google Patents

광터널, 균일광 조명장치 및 이를 채용한 프로젝터 Download PDF

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KR20050037085A
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Abstract

콤팩트한 광학적 배치가 가능하도록 구조가 개선된 광 터널, 이를 이용한 균일광 조명장치 및 이를 채용한 프로젝터가 개시되어 있다.
이 개시된 광 터널은 입사된 광이 그 측벽에서 반사되면서 내부에서 진행되도록 가이드하며, 출사되는 광이 균일광이 되도록 하는 가이드부재와; 가이드부재의 적어도 일 단부에 마련되는 것으로, 입사광축에 대해 소정 각도로 기울어지게 배치되어, 입사광을 반사시켜 그 진행 경로를 바꾸어주는 광경로 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 균일광 조명장치는 광원과; 상기한 광 터널과; 광 터널의 출사면에 대향되게 배치는 것으로, 광 터널을 투과한 광이 상면에 맺히도록 입사되는 광을 집속 및/또는 발산시키는 릴레이렌즈 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 프로젝터는 상기한 균일광 조명장치와; 화상을 형성하는 화상형성 유니트와; 광 터널 쪽에서 입사된 광이 화상형성 유니트를 경유하여 스크린 쪽으로 향하도록 광로를 변환하는 광로변환 유니트와; 투사렌즈 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광터널, 균일광 조명장치 및 이를 채용한 프로젝터{Light tunnel, illuminating device and projector adopting the same}
본 발명은 균일광을 조명하기 위한 광 터널, 이를 이용한 균일광 조명장치 및 이를 채용한 프로젝터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 콤팩트한 광학적 배치가 가능하도록 구조가 개선된 광 터널, 이를 이용한 균일광 조명장치 및 이를 채용한 프로젝터에 관한 것이다.
일반적으로, 프로젝터는 조명장치를 이용하여 화상표시소자에서 생성된 화상을 스크린에 투영함으로써 화상을 제공하는 장치이다. 여기서, 화상표시소자로는 디지털 마이크로미러소자(digital micro-mirror device : DMD), 투과형 액정표시소자(LCD), 반사형 액정표시소자(LCOS : Liquid Crystal on Silicon) 등이 있다.
균일광 조명장치는 램프에서 조사된 광이 균일한 프로파일로 조명되도록 하는 장치로서, 상기한 프로젝터 등의 투사광학 장치에 널리 이용된다.
도 1을 참조하면, 종래의 균일광 조명장치는 광을 조사하는 광원(10)과, 이 광원(10)에서 조사되는 광이 균일광이 되도록 하는 광 터널(light tunnel)(13) 및, 릴레이 렌즈 유니트(15)를 구비한다.
상기 광원(10)은 광을 생성하는 램프(11)와, 이 램프(11)에서 출사된 광의 일부를 반사시켜 그 진행경로를 안내하는 반사경(12)을 포함한다. 여기서, 램프(11)는 아크방전 등을 통하여 광을 생성한다. 따라서, 상기 광원(10)은 아크갭(arc gap)에 의한 영향과, 상기 램프(11)에서 조사된 광 중 반사경(12)을 경유하지 않고 직접 조명된 광의 영향 등에 의하여 균일하지 않은 광을 조명한다.
상기 광 터널(13)은 직육면체 형상의 글래스 로드(glass rod)로 구성되는 것으로, 상기 광원(10) 쪽에서 입사된 광이 균일광이 되도록 한다. 즉, 이 광 터널(13)의 입사면(13a)에 대해 소정 기울기로 입사된 광은 그 측벽(13b)에서 전반사 되면서 출사면(13c) 쪽으로 향한다. 이와 같이 전반사 원리를 이용하여 입사광을 스크램블 시킴으로써, 균일광이 출사되도록 한다.
한편, 상기 광 터널(13)은 입사면(13a)과 출사면(13c)이 정반대 방향을 향하도록 배치된 구조를 가지고 있다. 그리고, 종래의 균일광 조명장치는 그 입사면(13a)에 마주하게 광원(10)이 배치되고, 그 출사면(13c)에 마주하게 릴레이 렌즈 유니트(15)가 배치된 구조를 가진다. 따라서, 상기한 구성을 가지는 조명장치는 그 폭(D1)이 광원(10), 광 터널(13) 및, 릴레이 렌즈 유니트(15)의 전체적인 공간 배치에 의해 결정되므로, 많은 공간이 필요하다는 단점이 있다. 또한, 프로젝터에 상기한 균일광 조명장치를 채용하는 경우, 프로젝터의 소형화에 한계로 작용하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 광 터널을 통하여 광 경로를 바꾸어 줄 수 있도록, 개선된 구조의 광 터널, 이를 채용한 균일광 조명장치 및, 프로젝터를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광 터널은 입사된 광이 그 측벽에서 반사되면서 내부에서 진행되도록 가이드하며, 출사되는 광이 균일광이 되도록 하는 가이드부재와; 상기 가이드부재의 적어도 일 단부에 마련되는 것으로, 입사광축에 대해 소정 각도로 기울어지게 배치되어, 입사광을 반사시켜 그 진행 경로를 바꾸어주는 광경로 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 균일광 조명장치는 광을 생성하고, 이 생성된 광이 일 방향으로 향하도록 조명하는 광원과; 상기 광원과 마주하게 배치되는 것으로, 상기 광원에서 조명된 광의 진행방향을 바꾸어 주며, 출사광이 균일광이 되도록 하는 광 터널과; 상기 광 터널의 출사면에 대향되게 배치는 것으로, 상기 광 터널을 투과한 광이 상면에 맺히도록 입사되는 광을 집속 및/또는 발산시키는 릴레이렌즈 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 프로젝터는 광을 생성하고, 이 생성된 광이 일 방향으로 향하도록 조명하는 광원과; 상기 광원과 마주하게 배치되는 것으로, 상기 광원에서 조명된 광의 진행방향을 바꾸어 주며, 출사광이 균일광이 되도록 하는 광 터널과; 상기 광 터널을 투과한 광을 선택적으로 투과 또는 반사시켜 화상을 형성하는 화상형성 유니트와; 상기 광 터널과 상기 화상형성 유니트 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광 터널 쪽에서 입사된 광이 상기 화상형성 유니트를 경유하여 스크린 쪽으로 향하도록 광로를 변환하는 광로변환 유니트와; 상기 화상형성 유니트에서 형성된 화상을 상기 스크린 쪽으로 투사시키는 투사렌즈 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 광 터널, 균일광 조명장치 및 프로젝터를 상세히 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 광 터널은 입사된 광의 진행을 가이드 함과 아울러 균일광이 출사되도록 하는 가이드부재(20)와, 이 가이드부재(20)의 단부에 마련된 광경로 변환부(30)를 포함한다.
상기 가이드부재(20)는 광이 진행되는 내부 공간을 감싸는 경통(21)과, 상기 경통(21)의 내측벽에 형성된 반사부(23)를 포함한다. 이 가이드부재(20)에 소정 경사각으로 입사된 광은 상기 반사부(23)에서 내측으로 전반사 되어, 스크램블(scramble) 되면서 진행한다. 따라서, 상기 가이드부재(20)를 통과한 광은 입사광의 빔 프로파일과는 달리 균일한 광이 된다.
상기 광경로 변환부(30)는 상기 가이드부재(20)의 양 단부에 마련되는 것으로, 입사광의 진행 경로를 변환한다. 이 광경로 변환부(30)는 광이 입사 또는 출사되는 제1 및 제2개구부(31a)(31b)와, 상기 경통(21)의 양 단부 각각에 소정 기울기로 경사지게 배치된 한 쌍의 제1 및 제2반사미러(33a)(33b)를 포함한다.
따라서, 상기 제1개구부(31a)를 통하여 입사된 광은 제1반사미러(33a)에서 반사되면서, 경로가 변환된 채로 상기 경통(21) 내부로 입사된다. 이 경통(21) 내부로 입사된 광은 상기 반사부(23)에서 반사되면서 제2반사미러(33b) 쪽으로 진행한다. 상기 경통(21) 내부를 통과한 스크램블 된 광은 제2반사미러(33b)에서 반사되고, 상기 제2개구부(31b)를 통하여 출사된다.
또한, 도 4를 참조하여 보면, 제2실시예에 따른 광 터널은 상기한 제1실시예와 비교하여 볼 때 광경로 변환부(30)의 구조를 변경한 것에 특징이 있다.
도 4를 참조하면, 상기 광경로 변환부(30)는 상기 가이드부재(20)의 일 단부에 마련되는 것으로, 입사광의 진행 경로를 변환한다. 이 광경로 변환부(30)는 광이 입사되는 개구부(31)와, 상기 개구부(31)를 통하여 입사된 광이 경통(25) 내부로 향하도록, 상기 경통(25)의 일 단부에 소정 기울기로 경사지게 배치된 반사미러(33)를 포함한다. 따라서, 상기 개구부(31)를 통하여 입사된 광은 반사미러(33)에서 반사되면서, 경로가 변환된 채로 상기 경통(25) 내부로 입사된다. 이 경통(25) 내부로 입사된 광은 반사부(27)에서 반사되면서 진행하고, 상기 경통(25)의 타 단부를 통하여 출사된다.
한편, 도 4에 있어서는 경통의 입사 단부에 대해 광경로 변환부(30)를 마련한 것을 예로 들어 설명하였지만, 이는 예시적인 것에 불과한 것으로, 상기 경통(25)의 출사 단부에 마련한 구성도 가능하다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 광 터널은 입사된 광의 진행을 가이드 함과 아울러 균일광이 출사되도록 하는 가이드부재(40)와, 이 가이드부재(40)의 단부에 마련된 광경로 변환부(50)를 포함한다.
상기 가이드부재(40)는 내부에 소정 각도로 입사된 광이 전반사 되면서 진행하도록 가이드하는 글래스 로드(glass rod)(41)이다. 여기서, 상기 가이드부재(40)에 내부에서의 전반사는 글래스 로드(41)를 구성하는 유리와 주변 매질(예를 들어, 공기)과의 굴절률 차이에 의해 임계각 θc 보다 큰 각도로 가이드부재(40)의 측벽에 입사 될 때 일어난다. 이와 같이, 전반사되면서 상기 가이드부재(40)를 통과한 광은 입사광의 빔 프로파일과는 달리 균일한 광이 된다.
상기 광경로 변환부(50)는 상기 가이드부재(40)의 양쪽 단부 각각에 일체로 마련되는 것으로, 입사광의 진행 경로를 변환한다. 이 광경로 변환부(50)는 제1 및 제2경사부(51a)(51b)와, 상기 제1 및 제2경사부(51a)(51b) 각각의 외측에 형성된 제1 및 제2반사미러(53a)(53b)를 포함한다.
상기 제1 및 제2경사부(51a)(51b) 각각은 상기 가이드부재(40)의 측벽에 대해 소정 기울기로 경사지게 배치된다. 상기 제1 및 제2반사미러(53a)(53b) 각각은 상기 제1 및 제2경사부(51a)(51b) 각각의 외측에 형성되는 것으로, 입사광을 반사시켜 그 진행방향을 바꾸어 준다.
따라서, 입사면(55a)을 통하여 입사된 광은 제1반사미러(53a)에서 반사되면서, 경로가 변환된 채로 상기 글래스 로드(41) 내부를 통과한다. 이 글래스 로드(41) 내부로 입사된 광은 그 측벽(41a)에서 반사되면서 제2반사미러(53b) 쪽으로 진행한다. 상기 글래스 로드(41) 내부를 통과한 스크램블 된 광은 제2반사미러(53b)에서 반사되고, 출사면(53c)을 통하여 출사된다.
또한, 도 7을 참조하여 보면, 제4실시예에 따른 광 터널은 상기한 제3실시예와 비교하여 볼 때 광경로 변환부(50)의 구조를 변경한 것에 특징이 있다.
도 7을 참조하면, 상기 광경로 변환부(50)는 상기 가이드부재(40)의 일 단부에 마련되는 것으로, 입사광의 진행 경로를 변환한다. 이 광경로 변환부(50)는 가이드부재(40)의 측벽에서 연장 형성된 영역에 마련된 입사면(55)을 통하여 입사된 광의 진행경로를 변환하기 위한 것으로, 경사부(51)와, 상기 경사부(51)의 외측에 형성된 반사미러(53)를 포함한다.
따라서, 상기 입사면(55)을 통하여 입사된 광은 상기 반사미러(53)에서 반사되면서, 경로가 변환된 채로 글래스 로드(45) 내부로 입사된다. 이 입사된 광은 상기 글래스 로드(45)의 타 단부(45a)를 통하여 출사된다.
한편, 도 7에 있어서는 가이드부재(40)의 입사 단부에 대해 광경로 변환부(50)를 마련한 것을 예로 들어 설명하였지만 이는 예시적인 것에 불과한 것으로, 상기 가이드부재(40)의 출사 단부에 마련한 구성도 가능하다.
상기한 바와 같이, 광 터널을 구성함으로써, 광이 입사되는 부분 및/또는 출사되는 부분의 방향을 바꾸어 줄 수 있으므로, 상기 광 터널을 채용한 광학 장치의 광학적 배치를 보다 용이하게 할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 균일광 조명장치는 광원(60)과, 이 광원(60)에서 조명된 광이 균일광이 되도록 하는 광 터널(100)과, 상기 광 터널(100)을 투과한 광이 상면에 맺히도록 입사되는 광을 집속 및/또는 발산시키는 릴레이렌즈 유니트(70)를 포함하여 구성된다.
상기 광원(60)은 광을 생성하는 램프(61)와, 이 생성된 광이 일 방향으로 향하도록 조명하는 반사경(65)을 포함한다. 상기 반사경(65)은 그 곡률 형상에 따라 타원경과 포물경으로 구분할 수 있다. 이 광원(60)의 구성 자체는 당해 기술이 속하는 분야에서 널리 알려져 있으므로, 그 자세한 설명은 생략한다.
상기 광 터널(100)은 상기 광원(60)과 상기 릴레이렌즈 유니트(70) 사이의 광 경로 상에 마련되는 것으로, 상기 광원(60)에서 조명된 광의 진행 방향을 바꾸어 줌과 아울러, 출사광이 균일광이 되도록 한다.
이를 위하여, 상기 광 터널(100)은 가이드부재(120)와, 이 가이드부재(120)의 양측 단부 각각에 마련되는 것으로, 입사광의 진행 경로를 바꾸어 주는 광경로 변환부(130)를 포함한다. 상기 광 터널(100)은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 제1실시예에 따른 광 터널 또는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 제3실시예에 따른 광 터널과 실질상 동일하므로, 그 자세한 설명은 생략한다.
이와 같이 구조가 개선된 광 터널을 이용함으로써 상기 광원(60)과 상기 릴레이렌즈 유니트(70) 모두를 상기 광터널(100)의 일 측에 배치할 수 있으므로, 상기 광 터널(100)의 배치시 그 폭 만큼의 공간만이 필요한다. 따라서, 모든 광학요소의 배치시 필요한 폭 D2가 도 1에 도시된 폭 D1 에 비하여 줄어들게 됨을 알 수 있다.
따라서, 상기 광원(60)과 상기 릴레이렌즈 유니트(70)의 광학적 배치시 차지하는 공간을 줄여, 콤팩트화 된 균일광 조명장치를 구현할 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 균일광 조명장치는 광원(60)과, 이 광원(60)에서 조명된 광이 균일광이 되도록 하는 광 터널(100)과, 상기 광 터널(100)을 투과한 광이 상면에 맺히도록 입사되는 광을 집속 및/또는 발산시키는 릴레이렌즈 유니트(70)를 포함하여 구성된다.
상기 광원(60) 및 상기 릴레이렌즈 유니트(70)는 앞서 설명된 일 실시예에 따른 균일광 조명장치의 광원(60) 및 릴레이렌즈 유니트(70) 각각과 동일하므로, 그 자세한 설명은 생략한다.
상기 광 터널(100)은 상기 광원(60)과 상기 릴레이렌즈 유니트(70) 사이의 광 경로 상에 마련된다. 이 광 터널(100)은 상기 광원(60)에서 조명된 광의 진행 방향을 대략 90°각도로 바꾸어 줌과 아울러, 출사광이 균일광이 되도록 한다.
이를 위하여, 상기 광 터널(100)은 가이드부재(140)와, 이 가이드부재(140)의 일 단부에 마련되는 것으로 입사광의 진행 경로를 바꾸어 주는 광경로 변환부(150)를 포함한다. 상기 광 터널(100)은 도 4를 참조하여 설명된 제3실시예에 따른 광 터널 또는 도 7을 참조하여 설명된 제4실시예에 따른 광 터널과 실질상 동일하므로, 그 자세한 설명은 생략한다.
상기한 바와 같이, 광경로 변환 기능을 하는 광 터널을 채용함으로써, 별도의 반사미러 등의 광학요소를 채용하지 않고도, 주어진 배치 공간 내에서 광원과 릴레이렌즈 유니트(70)의 광학적 배치를 보다 용이하게 할 수 있고, 균일광 조명장치를 보다 콤팩트화 할 수 있다는 이점이 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터는 광원(60)과, 이 광원(60)에서 조명된 광이 균일광이 되도록 하는 광 터널(100)과, 화상을 형성하는 화상형성 유니트(80)와, 형성된 화상이 스크린(미도시) 쪽으로 향하도록 광로를 변환하는 광로변환 유니트(85) 및, 상기 광로변환 유니트(85)에서 광로가 변환 된 광을 스크린 쪽으로 확대 투사시키는 투사렌즈 유니트(90)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 광 터널(100)과 상기 광로변환 유니트(85) 사이의 광경로 상에는 상기 광 터널(100)을 투과한 광을 집속 및/또는 발산시켜, 상기 화상형성 유니트(80)에 전달하는 릴레이렌즈 유니트(70)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 광원(60), 상기 광 터널(100) 및, 상기 릴레이렌즈 유니트(70)는 그 광학적 배치 및 작용에 있어서, 도 8을 참조하여 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 균일광 조명장치와 실질상 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 화상형성 유니트(80)는 상기 광 터널(100)을 투과한 광을 선택적으로 투과 또는 반사시켜 화상을 형성한다. 이 화상형성 유니트(80)는 입사광을 각 화소단위로 선택적으로 반사시킴에 의해 화상을 형성하는 디지털 마이크로미러 소자, 반사형 액정표시소자(LCOS : Liquid Crystal on Silicon) 등의 반사형 화상형성 유니트와, 입사광을 각 화소 단위로 선택적으로 투과시킴에 의해 화상을 형성하는 투과형 액정표시소자 등의 투과형 화상형성 유니트로 구분할 수 있다. 도 10에서는 상기 화상형성 유니트(80)로 반사형 화상형성 유니트를 나타내었지만, 이는 예시적인 것에 불과한 것으로 이에 한정되는 것은 아니며, 상기한 투과형 화상형성 유니트로의 변형 사용도 가능하다.
상기 광로변환 유니트(85)는 상기 광 터널(100)과 상기 화상형성 유니트(80) 사이의 광 경로 상에 배치된다. 이 광로변환 유니트(85)는 상기 광원(60) 쪽에서 입사된 광이 상기 화상형성 유니트(80)에 조명되도록 하고, 상기 화상형성 유니트(80)에서 형성된 화상이 상기 투사렌즈 유니트(90) 쪽으로 향하도록 한다. 이를 위하여, 상기 광로변환 유니트(85)는 임계각 프리즘(87)과, 이 임계각 프리즘(87)의 일면에 마주하게 배치된 보상 프리즘(89)을 포함하여 구성된다.
상기 임계각 프리즘(85)은 상기 릴레이렌즈 유니트(70)와 마주하는 입사면(87a)과, 상기 광원(60) 쪽에서 입사된 광은 반사시키고 상기 화상형성 유니트(80) 쪽에서 입사된 화상에 대응되는 유효광은 출사시키는 출반사면(87b) 및, 상기 화상형성 유니트(80)에 마주하게 배치된 출입면(87c)을 가진다. 상기 보상 프리즘(85)은 상기 출반사면(87b)에 마주하게 배치되는 것으로, 입사된 광을 굴절 출사시킴으로써, 상기 화상형성 유니트(80)에서 형성된 화상의 외형을 보정하여 스크린에 대응되는 비율을 가지도록 한다.
또한, 본 실시예에 따른 프로젝터는 상기 광원(60)에서 조명된 광으로부터 칼라를 분리하는 색분리 유니트(95)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 색분리 유니트(95)는 상기 광원(60)과 상기 화상형성 유니트(80) 사이의 광경로 상에 배치된다. 이 색분리 유니트(95)는 칼라 회전판(97)과, 이 칼라 회전판(97)을 회전 구동하는 구동원(99)을 포함하여 구성된다. 상기 칼라 회전판(97)은 상기 광원(60)에서 입사된 백색광 중 소정 파장의 광 각각을 선택적으로 통과시키는 복수의 칼라필터(미도시)를 구비하며, 각 칼라필터가 광로 상에 순차로 배치되도록 회전 가능하게 설치된다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝터는 광원(60)과, 이 광원(60)에서 조명된 광이 균일광이 되도록 하는 광 터널(100)과, 화상을 형성하는 화상형성 유니트(80)와, 형성된 화상이 스크린(미도시) 쪽으로 향하도록 광로를 변환하는 광로변환 유니트(85) 및, 상기 광로변환 유니트(85)에서 광로가 변환 된 광을 스크린 쪽으로 확대 투사시키는 투사렌즈 유니트(90)를 포함하여 구성된다.
본 실시예에 따른 프로젝터는 일 실시예에 따른 프로젝터와 비교하여 볼 때, 광 터널(100)의 형상을 변경한 점에 있어서 차이가 있다. 즉, 다른 구성요소들은 일 실시예에 따른 프로젝터와 실질상 동일하므로, 그 자세한 설명은 생략한다.
상기 광 터널(100)은 상기 광원(60)에서 조명된 광의 진행 방향을 대략 90°각도로 바꾸어 줌과 아울러, 출사광이 균일광이 되도록 한다. 이 광 터널(100)은 도 4 및 도 7을 참조하여 설명된 제2 및 제4실시예에 따른 광 터널(100)과 실질상 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
상기한 바와 같이, 균일광 조명 및 광경로 변환 기능을 하는 광 터널을 채용함으로써, 별도의 반사미러 등의 광학요소를 채용하지 않고도 배치 공간을 효율적으로 활용할 수 있어서, 프로젝터의 전체 크기 특히, 프로젝터의 캐비넷의 앞뒤폭을 줄여 콤팩트화 할 수 있는 이점이 있다.
상기한 바와 같이, 광 터널이 광경로 변환 기능을 함께 수행하도록 구성 함으로써, 광이 입사되는 부분 및/또는 출사되는 부분의 방향을 바꾸어 줄 수 있다. 따라서, 이 광 터널을 채용한 광학장치의 광학적 배치를 보다 용이하게 할 수 있다.
또한, 상기한 광 터널을 채용한 균일광 조명장치는 별도의 반사미러 등의 광학요소를 채용하지 않고도, 주어진 배치 공간 내에서 광원과 릴레이렌즈 유니트의 광학적 배치를 보다 용이하게 할 수 있다. 또한, 균일광 조명장치가 차지하던 전체 길이를 줄임으로써, 균일광 조명장치를 보다 콤팩트화 할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 프로젝터는 균일광 조명 및 광경로 변환 기능을 하는 광 터널을 채용함으로써, 별도의 반사미러 등의 광학요소를 채용하지 않고도 배치 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 따라서, 프로젝터의 전체 크기 특히, 프로젝터의 캐비넷의 앞뒤폭을 줄여 콤팩트화 할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 균일광 조명장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 광 터널을 보인 사시도.
도 3은 도 2의 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 광 터널을 보인 단면도.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 광 터널을 보인 사시도.
도 6은 도 5의 단면도.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 광 터널을 보인 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 균일광 조명장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 균일광 조명장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝터의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100...광 터널 20, 40...가이드부재
21, 25...경통 23, 27...반사부
30, 50...광경로 변환부 31...개구부
33, 53...반사미러 41...글래스 로드
51...경사부 60...광원
61...램프 65...반사경
70...릴레이렌즈 유니트 80...화상형성 유니트
85...광로변환 유니트 90...투사렌즈 유니트
95...색분리 유니트

Claims (20)

  1. 입사된 광이 그 측벽에서 반사되면서 내부에서 진행되도록 가이드 하며, 출사되는 광이 균일광이 되도록 하는 가이드부재와;
    상기 가이드부재의 적어도 일 단부에 마련되는 것으로, 입사광축에 대해 소정 각도로 기울어지게 배치되어, 입사광을 반사시켜 그 진행 경로를 바꾸어주는 광경로 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 터널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가이드부재는,
    광이 진행되는 내부 공간을 감싸는 경통과;
    상기 경통의 내측벽에 형성된 반사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 터널.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광경로 변환부는,
    광이 입사 또는 출사되는 개구부와;
    상기 경통의 적어도 일 단부에 소정 기울기로 경사지게 배치되는 것으로, 입사광을 반사시켜 그 진행 방향을 바꾸어주는 반사미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 터널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가이드부재는,
    주변과의 굴절률 차이에 의하여, 내부에 소정 각도로 입사된 광이 전반사 되면서 진행하도록 가이드하는 글래스 로드인 것을 특징으로 하는 광 터널.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광경로 변환부는,
    상기 글래스 로드의 적어도 일 단부에 일체로 형성되는 것으로, 상기 글래스 로드의 측벽에 대해 소정 기울기로 경사지게 배치된 경사부와;
    상기 경사부의 외측에 형성되어, 입사광을 반사시켜 그 진행 방향을 바꾸어주는 반사미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 터널.
  6. 광을 생성하고, 이 생성된 광이 일 방향으로 향하도록 조명하는 광원과;
    상기 광원과 마주하게 배치되는 것으로, 상기 광원에서 조명된 광의 진행방향을 바꾸어 주며, 출사광이 균일광이 되도록 하는 광 터널과;
    상기 광 터널의 출사면에 대향되게 배치는 것으로, 상기 광 터널을 투과한 광이 상면에 맺히도록 입사되는 광을 집속 및/또는 발산시키는 릴레이렌즈 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 균일광 조명장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 광 터널은,
    입사된 광이 그 측벽에서 반사되면서 내부에서 진행되도록 가이드 함과 아울러 균일광이 되도록 하는 가이드부재와;
    상기 가이드부재의 적어도 일 단부에 마련되는 것으로, 입사광축에 대해 소정 각도로 기울어지게 배치되어, 입사광을 반사시켜 그 진행 경로를 바꾸어주는 광경로 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 균일광 조명장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 가이드부재는,
    광이 진행되는 내부 공간을 감싸는 경통과;
    상기 경통의 내측벽에 형성된 반사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 균일광 조명장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 광경로 변환부는,
    광이 입사 또는 출사되는 개구부와;
    상기 경통의 적어도 일 단부에 소정 기울기로 경사지게 배치되는 것으로, 입사광을 반사시켜 그 진행 방향을 바꾸어주는 반사미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 균일광 조명장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 가이드부재는,
    주변과의 굴절률 차이에 의하여, 내부에 소정 각도로 입사된 광이 전반사 되면서 진행하도록 가이드하는 글래스 로드인 것을 특징으로 하는 균일광 조명장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광경로 변환부는,
    상기 글래스 로드의 적어도 일 단부에 일체로 형성되는 것으로, 상기 글래스 로드의 측벽에 대해 소정 기울기로 경사지게 배치된 경사부와;
    상기 경사부의 외측에 형성되어, 입사광을 반사시켜 그 진행 방향을 바꾸어주는 반사미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 균일광 조명장치.
  12. 광을 생성하고, 이 생성된 광이 일 방향으로 향하도록 조명하는 광원과;
    상기 광원과 마주하게 배치되는 것으로, 상기 광원에서 조명된 광의 진행방향을 바꾸어 주며, 출사광이 균일광이 되도록 하는 광 터널과;
    상기 광 터널을 투과한 광을 선택적으로 투과 또는 반사시켜 화상을 형성하는 화상형성 유니트와;
    상기 광 터널과 상기 화상형성 유니트 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광 터널 쪽에서 입사된 광이 상기 화상형성 유니트를 경유하여 스크린 쪽으로 향하도록 광로를 변환하는 광로변환 유니트와;
    상기 화상형성 유니트에서 형성된 화상을 상기 스크린 쪽으로 투사시키는 투사렌즈 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광원과 상기 화상형성 유니트 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광원에서 조명된 광으로부터 칼라를 분리하는 색분리 유니트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  14. 제13항에 있어서, 상기 색분리 유니트는,
    상기 광원에서 입사된 백색광 중 소정 파장의 광 각각을 선택적으로 통과시키는 복수의 칼라필터를 구비하며 각 칼라필터가 광로 상에 순차로 배치되도록 회전 가능하게 설치된 칼라 회전판과;
    상기 칼라 회전판을 회전 구동하는 구동원;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  15. 제12항에 있어서, 상기 화상형성 유니트는,
    디지털 마이크로미러 소자, 투과형 액정표시소자 및 반사형 액정표시소자 중에서 선택된 어느 한 소자로 이루어진 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 터널은,
    입사된 광이 그 측벽에서 반사되면서 내부에서 진행되도록 가이드 함과 아울러 균일광이 되도록 하는 가이드부재와;
    상기 가이드부재의 적어도 일 단부에 마련되는 것으로, 입사광축에 대해 소정 각도로 기울어지게 배치되어, 입사광을 반사시켜 그 진행 경로를 바꾸어주는 광경로 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  17. 제16항에 있어서, 상기 가이드부재는,
    광이 진행되는 내부 공간을 감싸는 경통과;
    상기 경통의 내측벽에 형성된 반사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  18. 제17항에 있어서, 상기 광경로 변환부는,
    광이 입사 또는 출사되는 개구부와;
    상기 경통의 적어도 일 단부에 소정 기울기로 경사지게 배치되는 것으로, 입사광을 반사시켜 그 진행 방향을 바꾸어주는 반사미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  19. 제16항에 있어서, 상기 가이드부재는,
    주변과의 굴절률 차이에 의하여, 내부에 소정 각도로 입사된 광이 전반사 되면서 진행하도록 가이드하는 글래스 로드인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  20. 제19항에 있어서, 상기 광경로 변환부는,
    상기 글래스 로드의 적어도 일 단부에 일체로 형성되는 것으로, 상기 글래스 로드의 측벽에 대해 소정 기울기로 경사지게 배치된 경사부와;
    상기 경사부의 외측에 형성되어, 입사광을 반사시켜 그 진행 방향을 바꾸어주는 반사미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
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