KR20050070863A - 프로젝션 시스템의 조명 광학계 - Google Patents

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Abstract

프로젝션 시스템의 조명 광학계에 관한 것으로, 입사광을 파장대역에 따라 색분리하고 색분리된 3색광을 서로 다른 경로를 통해 출사시키는 광분리 수단과, 상기 광분리 수단에서 출사되는 3색광을 각각 수신하여 화상을 형성하는 제 1, 제 2, 제 3 액정 패널과, 상기 제 1, 2, 3 액정 패널로부터의 거리가 동일한 지점에서 상기 제 1, 2, 3 액정 패널로부터 출사되는 3색광을 합성하여 외부로 출력하는 광 결합 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

프로젝션 시스템의 조명 광학계{Lighting optical system of projection system}
본 발명은 프로젝션 시스템의 조명 광학계에 관한 것으로 특히, 광학계의 성능을 향상시킴과 동시에 소형화를 이룰 수 있는 프로젝션 시스템의 조명 광학계에 관한 것이다.
최근, 디스플레이(display) 장치는 경량화, 경박화뿐만 아니라 대화면으로 되어 가는 추세에 놓여져 있으며 이러한 디스플레이 중 프로젝터(projector) 또는 프로젝션(projection) TV가 대화면을 이룰 수 있는 디스플레이 중 하나의 해결책이 될 수 있다.
한편, 최근 프로젝터 및 프로젝션 TV에 대한 새로운 기술로 대두되고 있는 마이크로 소자(Micro Device)로는 투과형 LCD(HTPS) 패널, 반사형 LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 패널, DMD(Digital Micromirror Device) 패널이 있으며, 마이크로 소자를 몇 개 사용하느냐에 따라서 단판식, 2판식, 3판식으로 분류 가능하다.
투과형 LCD(HTPS)의 경우 3판식이 일반적이고, CoS의 경우 3판식, 2판식, 단판식이, DMD의 경우 단판식이 일반적이나 그에 따른 문제점이 항상 존재한다.
투과형 LCD(HTPS)를 위한 3판식 광학계의 경우는 광학 부품수가 많으며, 광경로차를 보상하기 위한 릴레이(Relay)를 포함하고 있다. 뿐만 아니라, 색을 합성하기 위해 X-프리즘(prism)을 사용하는데, 이는 R, G, B의 색에 따른 광경로차가 발생하여 그 차이를 보상해 주는 별도의 광학계의 구성이 필요하다.
도 1은 종래 기술에 의한 3판식 프로젝션 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 참조번호 110은 빛을 발산하는 램프(lamp)를 나타내고, 120, 121은 상기 램프(110)에서 발산된 빛을 마이크로 렌즈셀 단위로 분할하는 플라이아이 렌즈(Fly Eye Lens)를 나타내고, 130은 입사광을 하나의 광축을 가지는 선편광으로 만드는 편광분리(PBS: Polarizing Beam Array) 어레이를 나타내고, 140, 141 및 142는 광을 집속시키기 위한 콘덴싱 렌즈를 나타내고, 151 및 152는 빛을 R, G, B로 분리하는 다이크로익(dichroic) 렌즈를 나타내고, 161, 162 및 163은 R, G, B의 이미지를 제공하는 LCD를 나타내고, 171, 172 및 173은 다이크로익 렌즈(131)(132)에서 분리된 빛을 각각의 LCD(161)(162)(163)로 진행하도록 빛의 경로를 변경하는 미러(mirror)를 나타내고, 181 및 182는 빛의 진행경로 상에 배치되어 빛을 원하는 위치에 접속시키는 릴레이 렌즈(relay lens)를 나타내고, 190은 각각의 LCD(161)(162)(163)로부터 나온 이미지를 합성하는 X-프리즘을 낸다.
상기와 같은 구성을 갖는 종래 기술의 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다.
상기 램프(110)로부터 나온 빛은 다이크로익 렌즈(151)로 입사되고, 상기 다이크로익 렌즈(151)는 레드(Red) 빛은 반사하며, 시안(Cyan) 빛은 투과시킨다. 상기 다이크로익 렌즈(151)에서 반사된 레드 빛은 다시 미러(171)에 의해 반사되어 LCD(161)에 입사하게 된다.
한편, 다이크로익 렌즈(151)를 투과한 시안 빛은 다이크로익 렌즈(152)로 입사되고, 다이크로익 렌즈(152)는 그린(Green) 빛은 반사하며, 블루(Blue) 빛은 투과시킨다. 상기 다이크로익 렌즈(152)에서 반사된 그린 빛은 LED(172)로 입사되고, 상기 다이크로익 렌즈(152)를 투과한 블루 빛은 릴레이 렌즈(181)(182) 및 미러(172)(173)로 구성되는 릴레이 시스템(Relay System)(200)을 통해 레드 빛과 그린 빛과의 광경로 차이가 보상된 후에 LCD(163)로 입사되게 된다.
상기 LCD(161)(162)(163)에 입사된 빛들은 LCD(161)(162)(163)에 입력되는 신호에 따라서 광의 위상이 변조되어 영상정보가 담겨지게 되고, 이렇게 영상정보가 입력된 각 빛은 X-프리즘(190)을 통해서 합성되어 투사렌즈(미도시)에 의해서 스크린(미도시)까지 도달되게 된다.
이와 같은 프로젝션 시스템은 색을 분리 합성하기 위하여 많은 수의 광학 부품이 필요하다. 또한, 레드 빛과 그린 빛의 광경로는 같지만, 블루 빛의 광경로가 달라지는 문제로 인하여 릴레이 시스템을 필요로 하는데, 이 릴레이 시스템에 의하여 광 엔지(Light Engine)의 크기가 증가하며, 광학 부품도 더 필요로 하게 되고, 광축을 정렬하기 위하여 많은 수의 부품을 조정해야 하는 문제점이 발생한다.
또한, X-프리즘의 특성에 의하여 레드 빛과 블루 빛은 같은 편광 상태를 유지할 수 있지만, 그린 빛의 경우 상이한 편광 상태를 가지므로 위상판을 사용해야 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 부품 수가 적고 구조가 간단한 프로젝션 시스템의 조명 광학계를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 R, G, B LCD에서 투사렌즈까지의 거리를 일정하게 하여 릴레이 시스템을 필요로 하지 않는 프로젝션 시스템의 조명 광학계를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 출력광의 편광 상태를 일치시킴으로써 조명 광학계의 성능을 향상시키는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로젝션 시스템의 조명 광학계는 입사광을 파장대역에 따라 색분리하고, 색분리된 3색광을 서로 다른 경로를 통해 출사시키는 광분리 수단과, 상기 광분리 수단에서 출사되는 3색광을 각각 수신하여 화상을 형성하는 제 1, 제 2, 제 3 액정 패널과, 상기 제 1, 2, 3 액정 패널로부터의 거리가 동일한 지점에서 상기 제 1, 2, 3 액정 패널로부터 출사되는 3색광을 합성하여 외부로 출력하는 광 결합 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 광분리 수단은 그 내부에 경사지면서 입사광의 방향으로 평행하게 배열되는 제 1, 제 2 색분리면과, 상기 제 1 색분리면과 입사광에 수직한 방향으로 평행하게 배열되는 전반사면을 구비하고, 상기 제 1 색분리면은 제 1 파장대역의 광을 반사시켜 입사광에 수직한 방향으로 만들어 상기 전반사면을 향하게 하고, 상기 제 2 색분리면은 제 2 파장대역의 광을 반사시켜 입사광에 수직한 방향으로 외부에 출사되게 하고, 상기 전반사면은 상기 제 1 색분리면으로부터의 제 1 파장대역의 광을 반사시켜 입사광에 평행한 방향으로 외부에 출사되게 하고, 상기 제 1, 2 색분리면을 투과한 제 3 파장대역의 광은 그대로 외부로 출사되게 하는 프리즘으로 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 광 결합 수단은 그 내부에 경사지면서 입사광 방향으로 평행하게 배열되는 제 1, 제 2 색 결합면과, 상기 제 1 색 결합면과 입사광에 수직한 방향으로 평행하게 배열되는 전반사면을 구비하고, 상기 제 1 색 결합면은 제 2 액정패널에서 출력되는 광을 입사광 방향으로 반사시키고 이를 제 1 액정 패널에서 출력되는 광과 합성하고, 상기 전반사면은 제 3 액정패널에서 출력되는 광을 입사광에 수직한 방향으로 반사시켜 상기 제 2 색 결합면을 향하게 하고, 상기 제 2 색 결합면은 상기 제 1 색 결합면에서 출력되는 광과 상기 전반사면으로부터의 광을 합성하여 외부에 백색광을 출사시키는 프리즘으로 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 광분리 수단의 전단에 비편광된 백색광을 발산하는 램프(lamp)와, 상기 램프에서 발산된 백색광을 마이크로 렌즈셀 단위로 분할하는 플라이아이 렌즈와, 비편광된 백색광을 상기 편광성을 갖는 백색광으로 만드는 편광분리 어레이를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제 2 색 결합면은 상기 제 1 색 결합면에서 출력되는 광을 상기 입사광에 수직한 방향으로 반사시키고 이를 상기 전반사면으로부터의 광과 합성하여 백색광을 외부에 출사시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제 2 색 결합면은 상기 전반사면으로부터의 광을 입사광 방향으로 반사시키고 이를 상기 제 1 색 결합면에서 출력되는 광과 합성하여 백색광을 외부에 출사시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 광분리 수단은 일측 경사면에는 제 1 색분리면을 갖고 타측 경사면에는 전반사면을 갖는 제 1 평행사변형 프리즘과, 일 경사면에 제 2 색분리면을 갖는 제 2 평행사면형 프리즘과, 1개의 삼각 프리즘을 상기 제 1, 제 2 색분리면이 입사광의 방향으로 평행하게 배열되고, 상기 전반사면이 상기 제 1 색분리면과 입사광에 수직한 방향으로 평행하게 배열되도록 부착되어 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 광분리 수단은 경사면에 각각 제 1, 제 2 색분리면이 형성된 제 1, 제 2 삼각 프리즘과, 경사면에 전반사면이 형성된 제 3 삼각 프리즘 및 2개의 삼각 프리즘을 상기 제 1, 제 2 색분리면이 입사광의 방향으로 평행하게 배열되고, 상기 전반사면이 상기 제 1 색분리면과 입사광에 수직한 방향으로 평행하게 배열되도록 부착되어 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 광 결합 수단은 경사면에 각각 제 1, 제 2 색 결합면이 형성된 제 1, 제 2 삼각 프리즘과, 일 경사면에 전반사면이 형성된 평행사변형 프리즘과, 한 개의 삼각 프리즘을 상기 제 1, 제 2 색 결합면이 입사광 방향으로 평행하게 배열되고, 전반사면이 상기 제 2 색 결합면과 입사광에 수직한 방향으로 평행하게 배열되도록 부착되어 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 광 결합 수단은 경사면에 각각 제 1, 제 2 색 결합면이 형성된 제 1, 제 2 삼각 프리즘과, 경사면에 전반사면이 형성된 제 3 삼각 프리즘 및 2개의 삼각 프리즘을 상기 제 1, 제 2 색 결합면이 입사광 방향으로 평행하게 배열되고, 전반사면이 상기 제 2 색 결합면과 입사광에 수직한 방향으로 평행하게 배열되도록 부착되어 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 조명 광학계 구성을 도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 조명 광학계 구성을 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 조명 광학계는 램프(210), 편광 변환 시스템(Polarization Converting System)(220), 색분리 프리즘(230), LCD(240)(250)(260), 색결합 프리즘(270)을 구비한다.
상기 편광 변환 시스템(220)은 램프(210)에서 출사된 백색광을 마이크로 렌즈셀 단위로 분할하여 광분포를 균일하게 만드는 제 1 및 제 2 플라이아이즈 렌즈(220a)(220b)와, 입사광을 어느 하나의 광축을 가지는 선편광, 즉, P편광과 S 편광으로 분리하고 S파는 그대로 출사되게 하고 P파는 1/2파장판(도시하지 않음)에 의해 S파로 변환한 다음 출사되게 하여 편광상태가 일정하게 되도록 하는 편광분리(PBS) 어레이(220c)로 구성된다.
상기 색분리 프리즘(230)은 편광 변환 시스템(220)을 통해 입력되는 편광성을 갖는 광을 적, 녹, 청색광으로 분리하여 서로 다른 경로로 출력한다.
이를 위하여, 상기 색분리 프리즘(230)은 'L'자 형태를 가지며, 입사방향인 X축 방향에 배열되어 3색광을 분리시키는 제 1, 제 2 다이크로익 코팅면(230a)(230b)과, 상기 X축 방향과 수직한 Y축 방향에서 상기 제 1 다이크로익 코팅면(230a)에 평행하게 설치된 전반사 코팅면(230c)을 갖는다.
이때, 상기 제 1, 제 2 다이크로익 코팅면(230a)(230b)과, 전반사 코팅면(230c)은 자신에 의해 반사되어 출사되는 광 방향이 입사방향과 직각이 되게끔 경사지게 배치한다.
따라서, 상기 제 1, 제 2 다이크로익 코팅면(230a)(230b)에 의해 반사된 광은 입사방향인 X축 ??향과 직각이 되는 Y축 방향이 된다. 한편, 상기 제 1 다이크로익 코팅면(230a)에 의해 반사되어 Y축으로 진행하는 광은 전반사 코팅면(230c)으로 입사되게 되며, 상기 전반사 코팅면(230c)에 의해 반사되어 X축 방향으로 진행하게 된다.
상기한 제 1, 제 2 다이크로익 코팅면(230a)(230b) 및 전반사 코팅면(230c)을 색분리 프리즘(230)에 설치하는 하나의 방법으로는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 평행사변형 프리즘과 삼각 프리즘을 이용하는 것이다.
즉, 동일 재질의 평행사면형 프리즘 2개와 삼각 프리즘 1개를 마련하여, 하나의 평행사면형 프리즘의 일측 경사면에는 제 1 다이크로익 코팅면(230a)을, 타측 경사면에는 전반사 코팅면(230c)을 만들고, 나머지 평행사면형 프리즘의 일 경사면에 제 2 다이크로익 코팅면(230b)을 만든다. 이어서, 상기 제 1 다이크로익 코팅면(230a)과 제 2 다이크로익 코팅면(230b)이 X축 방향으로 평행하게 배치되고, 상기 제 1 다이크로익 코팅면(230a)과 전반사 코팅면(230c)이 Y축 방향으로 평행하게 배치되게끔, 2개의 평행사면형 프리즘과 1개의 삼각 프리즘을 부착한다.
상기 제 1, 제 2 다이크로익 코팅면(230a)(230b) 및 전반사 코팅면(230c)을 색분리 프리즘(230)에 설치하는 다른 방법으로는 도 4에 도시된 바와 같이, 삼각 프리즘을 이용하는 것이다.
즉, 동일 재질의 5개의 삼각 프리즘을 마련하여, 그 중 2개의 삼각 프리즘의 경사면에 다이크로익 코팅으로 제 1, 제 2 다이크로익 코팅면을 만들고, 1개의 삼각 프리즘의 경사면에는 전반사 코팅면을 만든다. 이어서, 상기 제 1 다이크로익 코팅면(230a)과 제 2 다이크로익 코팅면(230b)이 X축 ??향으로 평행하게 배치되고, 상기 제 1 다이크로익 코팅면(230a)과 전반사 코팅면(230c)이 Y축 ??항으로 평행하게 배치되게끔, 5개의 삼각 프리즘을 부착한다.
상기 제 1 다이크로익 코팅면(230a)은 원하는 파장대역 예를 들어, 적색광을 반사시켜 전반사 코팅면(230c)쪽으로 향하게 하고, 나머지 시안(cyan)색광은 제 2 다이크로익 코팅면(230b)쪽으로 투과시킨다. 상기 전반사 코팅면(230c)은 상기 제 1 다이크로익 코팅면(230a)에서 반사된 적색광을 반사시켜 제 1 출사면(S1)을 통해 외부로 출사시킨다. 그리고, 제 2 다이크로익 코팅면(230b)은 투과한 시안색광에서 예를 들어, 녹색광을 반사시켜 제 2 출사면(S2)을 통해 외부로 출사되게 하고, 나머지 청색광은 제 3 출사면(S3)을 통해 외부로 출사되게 한다.
상기 제 1 내지 제 3 출사면(S1)(S2)(S3)에 대응하는 3색광의 경로상에는 각각 LCD(240)(250)(260)이 배치된다. 즉, 제 1, 제 2, 제 3 출사면(S1)(S2)(S3)에서 적, 녹, 청색이 출사되는 경우 적, 녹, 청색의 이미지를 제공하는 LCD(240)(250)(260)가 해당 출사면들에 대응되게 설치된다.
상기 색결합 프리즘(270)은 상기 LCD(240)(250)(260)에서 출사되는 적, 녹, 청색광을 결합하여 외부에 백색광을 출력한다.
상기 색결합 프리즘(270)은 상기 색분리 프리즘(230)을 180도 회전시킨 형태이며, LCD(240)(250)(260)에 대응하는 3색광의 광경로에 제 1, 제 2, 제 3 입사면(T1)(T2)(T3)을 가지며, X축 방향에 배열되어 3색광을 혼합시키는 제 3, 제 4 다이크로익 코팅면(270a)(270b)과, Y축 방향으로 상기 제 4 다이크로익 코팅면(270b)에 평행하게 설치된 전반사 코팅면(270c)을 갖는다.
상기 제 3 다이크로익 코팅면(270a)은 상기 제 1 입사면(T1)을 통해 들어오는 광 성분 예를 들어, 적색광을 투과시키고, 제 2 입사면(T2)을 통해 들어오는 광 성분 예를 들어, 녹색광을 X축 방향으로 반사시키어 적색광과 녹색광을 합성한 황색광을 제 4 다이크로익 코팅면(270b)쪽으로 출력한다. 그리고, 상기 전반사면(270c)은 상기 제 3 입사면(T3)을 통해 들어오는 광 성분 예를 들어, 청색광을 반사시키어 상기 제 4 다이크로익 코팅면(270b)으로 향하게 한다.
상기 제 4 다이크로익 코팅면(270b)을 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 전반사 코팅면(270c)으로부터의 청색광을 투과시키고, 제 3 다이크로익 코팅면(270a)으로부터의 황색광을 Y축 방향으로 반사시키어 청색광과 황색광을 합성한 백색광을 외부로 출력하도록 구성한다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 다이크로익 코팅면(270a)으로부터의 황색광을 투과시키고, 상기 전반사 코팅면(270c)으로부터의 청색광을 X축 방향으로 반사시켜 청색광과 황색광을 합성한 백색광을 외부로 출력하도록 제 4 다이크로익 코팅면(270b)을 구성하여도 된다.
이러한 제 3, 제 4 다이크로익 코팅면(270a)(270b) 및 전반사 코팅면(270c)을 색결합 프리즘(270)에 설치하는 하나의 방법으로는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 평행사변형 프리즘과 삼각 프리즘을 이용하는 것이다.
즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 동일 재질의 평행사면형 프리즘 1개와 삼각 프리즘 3개를 마련하여, 두 개의 삼각 프리즘의 경사면에는 각각 제 3 다이크로익 코팅면(270a)과 제 4 다이크로익 코팅면(270b)을 만들고, 평행사변형 프리즘의 일 경사면에는 전반사 코팅면(270c)을 만든다. 이어서, 상기 제 3 다이크로익 코팅면(270a)과 제 4 다이크로익 코팅면(270b)이 X축 방향으로 평행하게 배치되고, 상기 제 4 다이크로익 코팅면(270b)과 전반사 코팅면(270c)이 Y축 방향으로 평행하게 배치되게끔, 평행사면형 프리즘과 3개의 삼각 프리즘을 부착한다.
상기 제 3, 제 4 다이크로익 코팅면(270a)(270b) 및 전반사 코팅면(270c)을 색분리 프리즘(270)에 설치하는 다른 방법으로는 도 4에 도시된 바와 같이, 삼각 프리즘을 이용하는 것이다.
즉, 동일 재질의 5개의 삼각 프리즘을 마련하여, 그 중 2개의 삼각 프리즘의 경사면에 다이크로익 코팅으로 제 3, 제 4 다이크로익 코팅면(270a)(270b)을 만들고, 1개의 삼각 프리즘의 경사면에는 전반사 코팅면(270c)을 만들게 된다. 이어서, 상기 제 3 다이크로익 코팅면(270a)과 제 4 다이크로익 코팅면(270b)이 X축 ??향으로 평행하게 배치되고, 상기 제 3 다이크로익 코팅면(270a)과 전반사 코팅면(270c)이 Y축 ??향으로 평행하게 배치되게끔, 5개의 삼각 프리즘을 부착한다.
이때, 상기 LCD(240)(250)(260)에서 출사된 적, 녹, 청색의 광이 합성되기까지 즉, 상기 제 4 다이크로익 코팅면(270b)에 도달하기까지 각 광의 경로 길이가 동일하게 되도록 색결합 프리즘(270)을 설계한다.
즉, LCD(240)에서 출사된 적색광이 제 4 다이크로익 코팅면(270b)에 도달하기까지의 거리(A1+A2), LCD(250)에서 출사된 녹색광이 제 4 다이크로익 코팅면(270b)에 도달하기까지의 거리(B1+B2), LCD(260)에서 출사된 청색광이 제 4 다이크로익 코팅면(270b)에 도달하기까지의 거리(C1+C2)가 모두 동일하게 되도록 한다. 따라서, LCD(240)(250)(260)에서 출력된 광이 색결합 프리즘(270) 후단에 배치되는 투사렌즈(도시하지 않음)에 도달할 때까지의 거리가 모두 동등하므로 별도의 릴레이 시스템을 사용하지 않아도 된다.
상기 색결합 프리즘(270)에서 출력되는 백색광은 도면에는 도시하지 않았지만, 투과렌즈를 통해 스크린에 투사되어 화상으로 표시되게 된다.
상기와 같은 본 발명의 프로젝션 시스템의 조명 광학계는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 적, 녹, 청색 LCD에서 투사렌즈까지의 거리가 동일하여 릴레이 시스템을 필요로 하지 않으므로 릴레이 시스템을 이용하는 경우에 발생되는 문제점(광 엔진 사이즈 증가, 광학 부품 수 증가, 광축 정렬을 위한 부품 조정의 필요성)을 해소할 수 있다.
둘째, 다이크로익 코팅면 또는/및 전반사면을 갖는 프리즘과 LCD만을 이용하여 조명 광학계를 구성할 수 있으므로 광학계의 구성을 단순화시킬 수 있다.
셋째, 기존에 합성계로 사용하던 X-프리즘 대신 다이크로익 코팅면을 이용하여 광을 합성하므로 입력광과 출력광의 편광상태를 각 색별로 모두 일치시킬 수 있어 광학계의 콘트라스트(contrast)를 쉽게 보정할 수 있다.
넷째, 이상의 이유로 소형이며, 제조 비용이 저렴하고, 뛰어난 성능을 갖는 조명 광학계의 제공이 가능하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구범위에 의해서 정해져야 한다.
도 1은 종래 기술에 의한 3판식 프로젝션 시스템의 구성을 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3판식 프로젝션 시스템을 나타낸 도면
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3판식 프로젝션 시스템을 나타낸 도면
**도면의 주요 부분에 대한 부호 설명**
210 : 광원 220 : 평광 변환 시스템
230 : 색분리 프리즘 240, 250, 260 : 제 1, 제 2, 제 3 LCD
270 : 색결합 프리즘

Claims (10)

  1. 입사광을 파장대역에 따라 색분리하고, 색분리된 3색광을 서로 다른 경로를 통해 출사시키는 광분리 수단;
    상기 광분리 수단에서 출사되는 3색광을 각각 수신하여 화상을 형성하는 제 1, 제 2, 제 3 액정 패널;
    상기 제 1, 2, 3 액정 패널로부터의 거리가 동일한 지점에서 상기 제 1, 2, 3 액정 패널로부터 출사되는 3색광을 합성하여 외부로 출력하는 광 결합 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 조명 광학계.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광분리 수단은
    그 내부에 경사지면서 입사광의 방향으로 평행하게 배열되는 제 1, 제 2 색분리면과, 상기 제 1 색분리면과 입사광에 수직한 방향으로 평행하게 배열되는 전반사면을 구비하고,
    상기 제 1 색분리면은 제 1 파장대역의 광을 반사시켜 입사광에 수직한 방향으로 만들어 상기 전반사면을 향하게 하고, 상기 제 2 색분리면은 제 2 파장대역의 광을 반사시켜 입사광에 수직한 방향으로 외부에 출사되게 하고, 상기 전반사면은 상기 제 1 색분리면으로부터의 제 1 파장대역의 광을 반사시켜 입사광에 평행한 방향으로 외부에 출사되게 하고, 상기 제 1, 2 색분리면을 투과한 제 3 파장대역의 광은 그대로 외부로 출사되게 하는 프리즘으로 구성됨을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 조명 광학계.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광 결합 수단은
    그 내부에 경사지면서 입사광 방향으로 평행하게 배열되는 제 1, 제 2 색 결합면과, 상기 제 1 색 결합면과 입사광에 수직한 방향으로 평행하게 배열되는 전반사면을 구비하고,
    상기 제 1 색 결합면은 제 2 액정패널에서 출력되는 광을 입사광 방향으로 반사시킨 후 이를 제 1 액정 패널에서 출력되는 광과 합성하고, 상기 전반사면은 제 3 액정패널에서 출력되는 광을 입사광에 수직한 방향으로 반사시켜 상기 제 2 색 결합면을 향하게 하고, 상기 제 2 색 결합면은 상기 제 1 색 결합면에서 출력되는 광과 상기 전반사면으로부터의 광을 합성하여 외부에 백색광을 출사시키는 프리즘으로 구성됨을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 조명 광학계.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광분리 수단의 전단에
    비편광된 백색광을 발산하는 램프(lamp);
    상기 램프에서 발산된 백색광을 마이크로 렌즈셀 단위로 분할하는 플라이아이 렌즈; 그리고,
    비편광된 백색광을 상기 편광성을 갖는 백색광으로 만드는 편광분리 어레이를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 조명 광학계.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 색 결합면은
    상기 제 1 색 결합면에서 출력되는 광을 상기 입사광에 수직한 방향으로 반사시키고 이를 상기 전반사면으로부터의 광과 합성하여 백색광을 외부에 출사시키는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 조명 광학계.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 색 결합면은
    상기 전반사면으로부터의 광을 입사광 방향으로 반사시키고 이를 상기 제 1 색 결합면에서 출력되는 광과 합성하여 백색광을 외부에 출사시키는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 조명 광학계.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 광분리 수단은
    일측 경사면에는 제 1 색분리면을 갖고 타측 경사면에는 전반사면을 갖는 제 1 평행사변형 프리즘과, 일 경사면에 제 2 색분리면을 갖는 제 2 평행사면형 프리즘과, 1개의 삼각 프리즘을 상기 제 1, 제 2 색분리면이 입사광의 방향으로 평행하게 배열되고, 상기 전반사면이 상기 제 1 색분리면과 입사광에 수직한 방향으로 평행하게 배열되도록 부착되어 구성됨을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 조명 광학계.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 광분리 수단은
    경사면에 각각 제 1, 제 2 색분리면이 형성된 제 1, 제 2 삼각 프리즘과, 경사면에 전반사면이 형성된 제 3 삼각 프리즘 및 2개의 삼각 프리즘을 상기 제 1, 제 2 색분리면이 입사광의 방향으로 평행하게 배열되고, 상기 전반사면이 상기 제 1 색분리면과 입사광에 수직한 방향으로 평행하게 배열되도록 부착되어 구성됨을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 조명 광학계.
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 광 결합 수단은
    경사면에 각각 제 1, 제 2 색 결합면이 형성된 제 1, 제 2 삼각 프리즘과, 일 경사면에 전반사면이 형성된 평행사변형 프리즘과, 한 개의 삼각 프리즘을 상기 제 1, 제 2 색 결합면이 입사광 방향으로 평행하게 배열되고, 전반사면이 상기 제 2 색 결합면과 입사광에 수직한 방향으로 평행하게 배열되도록 부착되어 구성됨을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 조명 광학계.
  10. 제 3항에 있어서,
    상기 광 결합 수단은
    경사면에 각각 제 1, 제 2 색 결합면이 형성된 제 1, 제 2 삼각 프리즘과, 경사면에 전반사면이 형성된 제 3 삼각 프리즘 및 2개의 삼각 프리즘을 상기 제 1, 제 2 색 결합면이 입사광 방향으로 평행하게 배열되고, 전반사면이 상기 제 2 색 결합면과 입사광에 수직한 방향으로 평행하게 배열되도록 부착되어 구성됨을 특징으로 하는 프로젝션 시스템의 조명 광학계.
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