KR20060043717A

KR20060043717A - 투영 장치와 투영 및 표시 장치

Info

Publication number: KR20060043717A
Application number: KR1020050022015A
Authority: KR
Inventors: 아쯔오 이노우에
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2006-05-15
Also published as: US7293877B2; US20050206849A1; KR100724034B1

Abstract

본 발명은, 상이한 파장 영역을 갖는 복수의 광을 방출하는 광원과, 광원에 의해 방출된 광에 대한 각각의 광학 경로 상에 배열되고 광으로 조사되어 광에 의해 화상을 형성하는 복수의 화상 형성 장치와, 화상 형성 장치에 의해 형성된 각각의 화상을 처리하고 확대하여 확대 화상을 형성하는 확대 장치와, 확대 화상이 투과되는 광에 대한 각각의 광학 경로 상에 위치되어 광들을 서로 중첩시켜서 확대 화상들을 서로 합성하여 합성 화상을 형성하는 합성 장치와, 합성 장치에 의해 형성된 광에 대한 광학 경로 상에 위치되어 광을 투영하는 투영 렌즈를 포함한다.

투영 장치, 광원, 색수차, 액정 셀, 렌즈

Description

투영 장치와 투영 및 표시 장치{PROJECTING APPARATUS AND PROJECTING AND DISPLAYING APPARATUS}

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 투영 장치의 구성을 도시하는 도면.

도2는 실시예에 따른 액정 투영 장치가 축상 색수차를 교정한 것을 도시하는 도면.

도3은 실시예에 따른 액정 투영 장치가 확대 색수차를 교정한 것을 도시하는 도면.

도4는 실시예의 제1 변경예에 따른 액정 투영 장치의 구성을 도시하는 도면.

도5는 실시예의 제2 변경예에 따른 액정 투영 장치의 구성을 도시하는 도면.

도6은 종래의 액정 투영 장치의 구성을 도시하는 도면.

도7은 축상 색수차가 종래의 액정 투영 장치에서 발생할 수 있는 것을 도시하는 도면.

도8은 확대 색수차가 종래의 액정 투영 장치에서 발생할 수 있는 것을 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 백색 광원

2 : 플라이 아이 렌즈

3 : 편광 광학 소자

4 : 중첩 렌즈

5 : 간섭 필터

6a, 6b, 6c : 프리즘

7 : 교차 다이크로익 프리즘

8a, 8c : 제1 반사기

9a, 9b, 9c : 1/2 파장판

10a, 10b, 10c, 10d : 1/4 파장판

11 : 제2 반사기

12a, 12b, 12c : 액정 셀

13 : 화상 처리 장치

14 : 투영 렌즈

15 : 스크린

본 발명은 액정 셀과 같은 복수의 화상 형성 장치 상에 형성된 화상을 합성하여 합성 화상을 스크린과 같은 투영면 상에 투영하여 표시하는 투영 장치와 투영 및 표시 장치에 관한 것이다.

복수의 액정 셀 상에 형성된 화상을 합성하여 스크린과 같은 투영면 상에 투 영하여 표시하는 액정 투영 장치가 공지되어 있다.

도6은 종래의 액정 투영 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도7은 축상 색수차가 종래의 액정 투영 장치에서 발생할 수 있는 것을 도시하는 도면이다. 도8은 확대 색수차가 종래의 액정 투영 장치에서 발생할 수 있는 것을 도시하는 도면이다.

도6에 도시된 바와 같이, 이러한 액정 투영 장치에서, 백색 광원(100)이 백색광(w)을 방출한다. 그 다음, 조사 광학 시스템(101) 및 편광 광학 시스템(102)이 광속의 형태 및 편광 상태를 조정한다.

간섭 필터(103)가 그 다음 광속의 형상 및 편광 상태가 조정된 백색광(w)을 적색, 녹색, 및 청색에 대응하는 세 개의 각각의 파장 영역 내의 광(R, G, B)으로 분리한다. 적색, 녹색, 및 청색 광(R, G, B)은 제1 프리즘(104a 내지 104c) 상으로 입사하여, 제1 프리즘(104a 내지 104c)에 대향하여 배열된 액정 셀(105a 내지 105c)을 조사한다.

액정 셀(105a 내지 105c)이 광(R, G, B)으로 조사될 때, 광(R, G, B)에 대응하는 화상들이 각각 액정 셀(105a 내지 105c) 상에 표시된다. 액정 셀(105a 내지 105c) 상에 표시된 화상들은 각각 제1 프리즘(104a 내지 104c)을 통과한다. 제2 프리즘(106)이 그 다음 화상들을 서로 중첩시킨다. 결과적인 화상은 투영 렌즈(107)에 의해 스크린과 같은 투영면(108) 상에 투영되어 표시된다.

그러나, 전술한 바와 같이 구성된 액정 투영 장치에서, 광(R, G, B)이 투영 렌즈(107)를 통과할 때, 광들 사이의 파장 차이가 도7 및 도9에 도시된 바와 같이, 축상 색수차 또는 확대 색수차를 발생시킬 수 있다. 결과적으로, 투영면(108) 상에 투영되는 화상은 번져 보일 수 있다.

따라서, 종래 기술에 따르면, 투영 렌즈(107)는 복수의 렌즈로 구성되고, 렌즈의 형상, 재료, 및 배열은 축상 색수차 또는 확대 색수차를 교정하기 위해 개선된다.

그러나, 전술한 바와 같이 구성된 투영 렌즈(107)는 예를 들어 설계가 복잡하고, 크기가 크고, 많은 구성 렌즈들을 갖고, 렌즈의 재료를 선택하는데 있어서 낮은 자유도를 갖고, 무거운 단점이 있다. 이는 전체 장치의 크기, 중량, 및 비용을 증가시키는데 기여한다.

따라서, 각각의 액정 셀과 제2 프리즘 사이의 간격이 변하는 액정 투영 장치가 개시되었다[예를 들어, 일본 특허 출원 고까이(KOKAI) 공개 제2001-5098호 참조]. 이러한 액정 투영 장치에 따르면, 색수차를 교정하기 위한 기능을 갖지 않는 투영 렌즈로도, 투영면 상의 화상은 액정 셀과 투영 렌즈 사이에서의 각각의 유형의 광의 광학 거리들이 동일하도록 액정 셀을 배열함으로써 색수차를 겪는 것이 방지될 수 있다.

그러나, 투영면 상의 화상에서 발생할 수 있는 확대 색수차는 액정 셀들을 전술한 바와 같이 배열해서도 교정될 수 없다.

상기 문제점의 관점에서, 본 발명의 목적은 설계를 복잡하게 만들지 않고, 재료를 선택하는데 있어서 자유도를 감소시키지 않고, 구성 렌즈의 개수를 증가시 키지 않고, 또는 크기 또는 중량을 증가시키지 않고, 투영면 상의 화상에서 발생할 수 있는 축상 색수차 및 확대 색수차를 교정할 수 있는 투영 장치를 제공하는 것이다.

상기 문제점을 해결하고 이러한 목적을 달성하기 위해, 투영 장치와 투영 및 표시 장치는 아래와 같이 구성된다.

(1) 투영 장치는, 상이한 파장 영역을 갖는 복수의 광을 방출하는 광원과, 광원에 의해 방출된 광에 대한 각각의 광학 경로 상에 배열되고 광으로 조사되어 광에 의해 화상을 형성하는 복수의 화상 형성 장치와, 화상 형성 장치에 의해 형성된 각각의 화상을 처리하고 확대하여 확대 화상을 형성하는 확대 장치와, 확대 화상이 투과되는 광에 대한 각각의 광학 경로 상에 위치되어 광들을 서로 중첩시켜서 확대 화상들을 서로 합성하여 합성 화상을 형성하는 합성 장치와, 합성 장치에 의해 형성된 광에 대한 광학 경로 상에 위치되어 광을 투영하는 투영 렌즈를 포함한다.

(2) (1)항에서 설명된 투영 장치에서, 복수의 화상 형성 장치들 각각과 투영면 사이에서의 각각의 광의 광학 거리는 조정될 수 있다.

(3) (1)항에서 설명된 투영 장치에서, 광원은, 백색광을 방출하는 백색 광원과, 백색 광원에 의해 방출된 백색광을 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리하는 간섭 필터를 포함한다.

(4) (1)항에서 설명된 투영 장치에서, 광원은, 적색광을 방출하는 제1 단색 광원과, 녹색광을 방출하는 제2 단색 광원과, 청색광을 방출하는 제3 단색 광원을 포함한다.

(5) (1)항에서 설명된 투영 장치에서, 광원은, 적색광을 방출하는 제1 단색 광원과, 녹색광을 방출하는 제2 단색 광원과, 청색광을 방출하는 제3 단색 광원과, 제1 내지 제3 단색 광원에 의해 방출된 적색광, 녹색광 및 청색광을 중첩시켜서 백색광을 형성하는 중첩 렌즈와, 중첩 렌즈에 의해 형성된 백색광을 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리하는 간섭 필터를 포함한다.

(6) (1)항에서 설명된 투영 장치에서, 각각의 광원에 대한 화상 형성 장치와 합성 장치 사이의 거리는 청색, 녹색 및 적색의 순서로 증가한다.

(7) (1)항에서 설명된 투영 장치에서, 각각의 색에 대해 존재하는 확대 장치에 대한 배율은 청색, 녹색 및 적색의 순서로 증가한다.

(8) (4)항에서 설명된 투영 장치에서, 제1 내지 제3 단색 광원 각각은 레이저, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드이다.

(9) (5)항에서 설명된 투영 장치에서, 제1 내지 제3 단색 광원 각각은 레이저, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드이다.

(10) 투영 및 표시 장치는, 상이한 파장 영역을 갖는 복수의 광을 방출하는 광원과, 광원에 의해 방출된 광에 대한 각각의 광학 경로 상에 배열되고 광으로 조사되어 광에 의해 화상을 형성하는 복수의 화상 형성 장치와, 화상 형성 장치에 의해 형성된 각각의 화상을 처리하고 확대하여 확대 화상을 형성하는 확대 장치와, 확대 화상이 투과되는 광에 대한 각각의 광학 경로 상에 위치되어 광들을 서로 중첩시켜서 확대 화상들을 서로 합성하여 합성 화상을 형성하는 합성 장치와, 합성 장치에 의해 형성된 광에 대한 광학 경로 상에 위치되어 광을 투영하는 투영 렌즈와, 투영 렌즈에 의해 투영된 광을 받아서 합성 화상을 표시하는 투영면을 포함한다.

(11) (10)항에서 설명된 투영 및 표시 장치에서, 복수의 화상 형성 장치 각각과 투영면 사이에서의 각각의 광의 광학 거리는 조정될 수 있다.

(12) (10)항에서 설명된 투영 및 표시 장치에서, 광원은 백색광을 방출하는 백색 광원과, 백색 광원에 의해 방출된 백색광을 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리하는 간섭 필터를 갖는다.

(13) (10)항에서 설명된 투영 및 표시 장치에서, 광원은 적색광을 방출하는 제1 단색 광원과, 녹색광을 방출하는 제2 단색 광원과, 청색광을 방출하는 제3 단색 광원을 갖는다.

(14) (10)항에서 설명된 투영 및 표시 장치에서, 광원은 적색광을 방출하는 제1 단색 광원과, 녹색광을 방출하는 제2 단색 광원과, 청색광을 방출하는 제3 단색 광원과, 제1 내지 제3 단색 광원에 의해 방출된 적색광, 녹색광 및 청색광을 중첩시켜서 백색광을 형성하는 중첩 렌즈와, 중첩 렌즈에 의해 형성된 백색광을 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리하는 간섭 필터를 갖는다.

(15) (10)항에서 설명된 투영 및 표시 장치에서, 각각의 광에 대한 화상 형성 장치와 합성 장치 사이의 거리는 청색, 녹색 및 적색의 순서로 증가한다.

(16) (10)항에서 설명된 투영 및 표시 장치에서, 각각의 색에 대해 존재하는 확대 장치에 대한 배율은 청색, 녹색 및 적색의 순서로 증가한다.

(17) (13)항에서 설명된 투영 및 표시 장치에서, 제1 내지 제3 단색 광원 각각은 레이저, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드이다.

(18) (14)항에서 설명된 투영 및 표시 장치에서, 제1 내지 제3 단색 광원 각각은 레이저, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드이다.

(19) (15)항에서 설명된 투영 및 표시 장치에서, 제1 내지 제3 단색 광원 각각은 레이저, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드이다.

(20) (16)항에서 설명된 투영 및 표시 장치에서, 제1 내지 제3 단색 광원 각각은 레이저, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드이다.

본 발명은 설계를 복잡하게 만들지 않고, 재료를 선택하는데 있어서 자유도를 감소시키지 않고, 구성 렌즈의 개수를 증가시키지 않고, 또는 크기 또는 중량을 증가시키지 않고, 투영면 상의 화상에서 발생할 수 있는 축상 색수차 및 확대 색수차를 교정할 수 있다.

본 발명의 추가의 목적 및 장점은 다음의 설명에서 설명될 것이고, 부분적으로는 설명으로부터 명확해질 것이며, 또는 본 발명의 실시에 의해 학습될 수 있다. 본 발명의 목적 및 장점은 이하에서 특별히 지시되는 실시예 및 조합에 의해 실현되고 달성될 수 있다.

본 명세서 내에 통합되어 그의 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 실시예를 도시하고, 위에서 주어진 일반적인 설명 및 아래에서 주어지는 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 최적 모드에 대한 설명이 아래에서 주어질 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 투영 장치(투영 및 표시 장치)의 구성을 도시하는 도면이다.

도1에서, 도면 부호 1, 2, 3, 4 및 5는 각각 백색 광원, 플라이 아이 렌즈(fly eye lens), 편광 광학 소자, 중첩 렌즈, 및 간섭 필터를 표시한다. 도면 부호 6a, 6b 및 6c는 프리즘을 표시한다. 도면 부호 7은 교차 다이크로익 프리즘(cross dichroic prism)(합성 장치)을 표시한다. 도면 부호 8a 및 8c는 제1 반사기를 표시한다. 도면 부호 9a, 9b 및 9c는 1/2 파장판을 표시한다. 도면 부호 10a, 10b, 10c 및 10d는 1/4 파장판을 표시한다. 도면 부호 11은 제2 반사기를 표시한다. 도면 부호 12a, 12b 및 12c는 액정 셀(화상 형성 장치)을 표시한다. 도면 부호 13, 14 및 15는 각각 화상 처리 장치(확대 장치), 투영 렌즈, 및 스크린(투영면)을 표시한다.

백색 광원(1), 플라이 아이 렌즈(2), 편광 광학 소자(3), 중첩 렌즈(4), 간섭 필터(5), 교차 다이크로익 프리즘(7), 투영 렌즈(14), 및 스크린(15)은 축(O) 상에서 평행하게 배열된다.

교차 다이크로익 프리즘(7)은 대체로 정방형으로 형성된다. 교차 다이크로익 프리즘(7)은 그의 제1 표면(7a)의 중심과 축(O)이 대체로 직각으로 교차하도록 위치된다.

프리즘(6a, 6c)들은 서로 평행하고 제1 표면(7a)과 교차하는 교차 다이크로 익 프리즘(7)의 제2 표면(7b) 및 제3 표면(7c)에 대향하여 배열된다. 프리즘(6b)은 교차 다이크로익 프리즘(7)의 제1 표면(7a)에 대향하여 위치된다.

액정 셀(12a, 12b, 12c)은 프리즘(6a, 6b, 6c)과 대응 액정 셀(12a, 12b, 12c) 사이의 간격이 각각 소정값(La, Lb, Lc)을 갖도록 배열된다.

La, Lb, Lc는 (후술하는) 광(R, G, B)들이 액정 셀(12a, 12b, 12c)을 통과한 후에 스크린(15) 상에 투영되기 전에 동일한 광학 거리를 이동하도록 설정된다. La > Lb > Lc가 만족된다.

백색 광원(1)은 백열등, 냉음극관, 할로겐등, 수은등, 고압 수은등, 백색광 방출 다이오드 등이다.

이러한 액정 투영 장치에서, 백색 광원(1)에 의해 방출된 백색광(w)은 플라이 아이 렌즈(2), 편광 광학 소자(3), 및 중첩 렌즈(4)를 통과한다. 백색광(w)은 간섭 필터(5) 상으로 입사된다. 이러한 경우에, 백색광(w)이 플라이 아이 렌즈(2) 및 중첩 렌즈(4)를 통과할 때, 그의 광속의 형상이 조정된다. 백색광(w)이 편광 광학 소자(3)를 통과할 때, 그의 편광 상태가 조정된다.

간섭 필터(5)로 진입한 후에, 백색광(w)은 적색, 녹색, 및 청색에 대응하는 파장 영역을 갖는 광[R, G, B(적색광, 녹색광, 청색광)]으로 분리된다. 광(R, G, B)들은 각각 광학 경로(30, 40, 50)를 따라 이동한다. 광학 경로(30, 50)를 따라 이동하는 광(R, B)들은 각각 제1 반사기(8a, 8c)에 의해 반사된다. 광(R, B)은 그 다음 프리즘(6a, 6c)으로 진입한다. 다른 한편으로, 광학 경로(40)를 따라 이동하는 광(G)은 프리즘(6b) 상으로 입사된다.

프리즘(6a, 6c)으로 진입한 후에, 광(R, B)들은 내부 굴절 계면에 의해 대체로 직교하는 방향으로 반사된다. 프리즘의 반사율을 최대로 향상시키기 위해, 광(R, B)은 45도 이외의 각도로 내부 굴절 계면에 인가될 수 있다. 광(R, B)은 그 다음 1/4 파장판(10a, 10c)을 통과한다. 광(R, B)들은 그 다음 각각 액정 셀(12a, 12c)로 진입한다. 따라서, 광(R, B)에 대응하는 화상들이 각각 액정 셀(12a, 12c) 상에 형성된다.

다른 한편으로, 프리즘(6b)으로 진입한 후에, 광(G)은 내부 굴절 계면에 의해 대체로 직교하는 방향으로 반사된다. 프리즘(6b)의 반사율을 최대로 향상시키기 위해, 광(G)은 45도 이외의 각도로 내부 굴절 계면에 인가될 수 있다. 광(G)은 그 다음 1/4 파장판(10d)을 통과한다. 광(G)은 그 다음 반사기(11)에 의해 반대 방향으로 반사된다. 제2 반사기(11)에 의해 반사된 광(G)은 1/4 파장판(10d)을 통과한다. 광(G)은 그 다음 다시 프리즘(6b)으로 진입한다.

광(G)이 1/4 파장판(10d)을 두 번 통과하므로, 그의 위상은 π/2[rad]만큼 변위된다. 따라서, 광(G)은 프리즘(6b)의 굴절 계면에 의해 반사되지 않고 투과된다. 굴절 계면을 통해 투과된 후에, 광(G)은 1/4 파장판(10b)을 통과한다. 광(G)은 그 다음 액정 셀(12b)로 진입한다. 따라서, 광(G)에 대응하는 화상이 액정 셀(12b) 상에 형성된다.

액정 셀(12a, 12b, 12c) 상에 형성된 화상은 화상 처리 장치(13)에 의해 광(R, G, B)에 대한 배율[Ga, Gb, Gc(Ga > Gb > Gc가 만족됨)]을 사용하여 확대된다. 결과적인 확대 화상은 각각의 액정 셀(12a, 12b, 12c) 상에 표시된다. 액정 셀 (12a, 12b, 12c)을 통과한 후에, 광(R, G, B)은 확대 화상에 대응하는 단면 형상을 갖는다.

배율(Ga, Gb, Gc)은 액정 셀(12a, 12b, 12c)을 통과한 광(R, G, B)들이 스크린(15) 상에 투영될 때, 얻어진 화상들이 동일한 크기를 갖도록 설정된다. 예를 들어, 액정 셀(12b) 상에 형성된 광(G)에 대응하는 화상이 기준으로서 사용되면 (Gb = 1), 액정 셀(12a) 상에 형성된 광(R)에 대응하는 화상은 Ga > 1을 사용하여 확대된다. 액정 셀(12c) 상에 형성된 광(B)에 대응하는 화상은 Gc < 1을 사용하여 확대된다. 배율에 대한 기준은 광(G)에 대응하는 화상 대신에 광(R 또는 B)에 대응하는 화상일 수 있다.

액정 셀(12a, 12c)을 통과한 후에, 광(R, B)들은 각각 1/4 파장판(10a, 10c)을 통과한다. 광(R, B)들은 그 다음 각각 프리즘(6a, 6c)으로 진입한다. 광(R, B)들이 1/4 파장판(10a, 10c)을 두 번 통과하므로, 그들의 위상은 π/2[rad]만큼 변위된다. 따라서, 광(R, B)은 프리즘(6a, 6c)의 굴절 계면에 의해 반사되지 않고 투과된다. 굴절 계면을 통해 투과된 후에, 광(R, B)들은 각각 1/2 파장판(9a, 9c)을 통과한다. 광(R, B)은 그 다음 교차 다이크로익 프리즘(7)으로 진입한다.

다른 한편으로, 액정 셀(12b)을 통과한 후에, 광(G)은 1/4 파장판(10b)을 통과한다. 광(G)은 그 다음 프리즘(6b)으로 진입한다. 광(G)이 1/4 파장판(10b)을 두 번 통과하므로, 그의 위상은 π/2[rad]만큼 변위된다. 따라서, 광(G)은 프리즘(6b)의 굴절 계면에 의해 대체로 직교하는 방향으로 반사된다. 프리즘(6b)의 굴절률을 최대로 향상시키기 위해, 광(G)은 45도 이외의 각도로 내부 굴절 계면에 인가 될 수 있다. 굴절 계면에 의해 반사된 후에, 광(G)은 1/2 파장판(9b)을 통과한다. 광(G)은 그 다음 교차 다이크로익 프리즘(7)으로 진입한다.

교차 다이크로익 프리즘(7)은 입사광(R, G, B)들을 서로 중첩시켜서, 광(R, G, B)들에 대응하는 화상에 대응하는 확대 화상들을 합성한다. 하나의 합성 화상이 이렇게 형성된다. 다이크로익 프리즘(7)을 통한 중첩에 의해 얻어진 광(R+G+B)은 합성 화상에 대응하는 단면 형상을 갖는다.

교차 다이크로익 프리즘(7)으로부터의 광(R+G+B)은 투영 렌즈(14)를 통과하고, 그 다음 스크린(15) 상으로 투영된다. 따라서, 합성 화상은 스크린(15) 상에서 컬러로 표시된다.

본 실시예에 따른 액정 투영 장치에서, 프리즘(6a, 6b, 6c)과 대응 액정 셀(12a, 12b, 12c) 사이의 간격(La, Lb, Lc)은 광(R, G, B)들이 액정 셀(12a, 12b, 12c)을 통과한 후에 스크린(15) 상으로 투영되기 전에 동일한 광학 거리를 이동하도록 조정된다.

이는 광(R, G, B)들 사이의 파장 차이로부터 생성되는 가능한 축상 색수차를 교정하는 역할을 한다. 그러므로, 깨끗한 화상이 스크린 상에 투영될 수 있다.

도2는 실시예에 따른 액정 투영 장치가 축상 색수차를 교정한 것을 도시하는 도면이다. 도2는 광학축 상의 광(R, G, B)들의 모든 초점이 스크린 상에 위치된 것을 도시한다. 이는 축상 색수차가 교정된 것을 표시한다.

더욱이, 액정 셀(12a, 12b, 12c) 상에 형성된 화상은 화상 처리 장치(13)에 의해 광(R, G, B)에 대응하는 배율을 사용하여 확대된다.

도3은 실시예에 따른 액정 투영 장치가 확대 색수차를 교정한 것을 도시하는 도면이다. 도3에서, 액정 셀(12a) 상에 표시된 화상 위의 점(P, Q)은 액정 셀(12c) 상에 표시된 화상 위의 점과 동일하다. 점(P)은 확대 후의 화상에 대응한다. 점(Q)은 확대 전의 화상에 대응한다. 더욱이, 실선은 점(P)으로부터 방출된 광(R, G, B)에 대한 광학 경로를 표시한다. 점선은 점(Q)으로부터 방출된 광(R, G, B)에 대한 광학 경로를 표시한다. 즉, 도3에 도시된 바와 같이, 액정 셀(12a)은 p/q(=Ga) > 1이도록 화상을 확대한다. 액정 셀(12b)은 p/q(=Gb) = 1이도록 화상을 확대한다. 액정 셀(12c)은 p/q(=Gc) < 1이도록 화상을 확대한다.

도3은 화상의 동일한 부분이 스크린(15) 상의 동일한 위치에 형성되는 것을 도시한다. 이는 확대 색수차가 교정된 것을 표시한다.

본 발명은 상기 실시예로 제한되지 않는다. 실시에 있어서, 본 발명은 본 발명의 취지로부터 벗어나지 않고서 실시예의 구성요소를 변경함으로써 실시될 수 있다. 더욱이, 다양한 발명이 실시예에서 설명된 복수의 구성요소를 적절하게 조합함으로써 형성될 수 있다.

예를 들어, 도4에 도시된 바와 같이, 백색 광원(1) 대신에, 빛의 3원색인 적색, 녹색, 및 청색에 대한 파장 영역을 갖는 제1 내지 제3 단색 광원(71a, 71b, 71c)을 사용하는 것이 가능하다.

이러한 경우에, 플라이 아이 렌즈(72a, 72b 또는 72c), 편광 광학 소자(73a, 73b 또는 73c), 및 중첩 렌즈(74a, 74b 또는 74c)가 제1 내지 제3 단색 광원(71a, 71b, 71c)으로부터 방출된 각각의 광(R, G, B)에 대한 광학 경로 상에 배열되어야 한다. 제1 내지 제3 단색 광원(71a, 71b, 71c) 각각은 레이저, 레이저 다이오드, 발광 다이오드 등이다.

더욱이, 백색 광원(1) 대신에, 도5에 도시된 바와 같이 빛의 3원색인 적색, 녹색, 및 청색에 대한 파장 영역을 갖는 제1 내지 제3 단색 광원(71a, 71b, 71c)을 사용하는 것도 가능하다. 이러한 경우에, 중첩 렌즈(75)가 제1 내지 제3 단색 광원(71a, 71b, 71c)에 의해 방출된 광(R, G, B)들을 서로 중첩시켜서 백색광(w)을 형성하는데 사용된다. 그 다음, 백색광(w)은 다시 적색, 녹색, 및 청색 광(R, G, B)으로 분리된다. 제1 내지 제3 단색 광원(71a, 71b, 71c) 각각은 레이저, 레이저 다이오드, 발광 다이오드 등이다.

더욱이, 본 발명은 전술한 바와 같이 스크린(15) 상에 화상을 투영하여 표시하는 투영기로 제한되지 않는다. 본 발명은 예를 들어 텔레비전 스크린 상에 화상을 표시하는 투영 장치로서 사용될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 액정 셀(12a, 12b, 12c)은 화상 형성 장치로서 사용된다. 그러나, 화상 형성 장치의 유형은 장치가 액정 표시 장치의 경우에서와 같이 후면 조명과 같은 광원으로부터의 광을 통과시킴으로써 화상을 표시하도록 구성되는 한 특별히 제한되지 않는다.

추가의 장점 및 변형이 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명은 그의 가장 넓은 태양에서, 본원에서 도시되고 설명된 특정 세부 사항 및 대표적인 실 시예로 제한되지 않는다. 따라서, 다양한 변형이 첨부된 청구범위 및 그의 등가물에 의해 한정되는 일반적인 본 발명의 개념의 취지 또는 범주로부터 벗어나지 않고서 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 투영 장치는 그의 설계가 복잡하지 않고, 렌즈의 재료를 선택하는데 있어서 자유도가 감소되지 않고, 구성 렌즈의 개수가 증가되지 않고, 크기 또는 중량이 증가되지 않는다.

Claims

상이한 파장 영역을 갖는 복수의 광을 방출하는 광원과,

광원에 의해 방출된 광에 대한 각각의 광학 경로 상에 배열되고 광으로 조사되어 광에 의해 화상을 형성하는 복수의 화상 형성 장치와,

화상 형성 장치에 의해 형성된 각각의 화상을 처리하고 확대하여 확대 화상을 형성하는 확대 장치와,

확대 화상이 투과되는 광에 대한 각각의 광학 경로 상에 위치되어 광들을 서로 중첩시켜서 확대 화상들을 서로 합성하여 합성 화상을 형성하는 합성 장치와,

합성 장치에 의해 형성된 광에 대한 광학 경로 상에 위치되어 광을 투영하는 투영 렌즈를 포함하는 투영 장치.
제1항에 있어서, 복수의 화상 형성 장치들 각각과 투영면 사이에서의 각각의 광의 광학 거리가 조정될 수 있는 투영 장치.
제1항에 있어서,

광원은,

백색광을 방출하는 백색 광원과,

백색 광원에 의해 방출된 백색광을 적색광, 녹색광, 및 청색광으로 분리하는 간섭 필터를 갖는 투영 장치.
제1항에 있어서,

광원은,

적색광을 방출하는 제1 단색 광원과,

녹색광을 방출하는 제2 단색 광원과,

청색광을 방출하는 제3 단색 광원을 갖는 투영 장치.
제1항에 있어서,

광원은,

적색광을 방출하는 제1 단색 광원과,

녹색광을 방출하는 제2 단색 광원과,

청색광을 방출하는 제3 단색 광원과,

제1 내지 제3 단색 광원에 의해 방출된 적색광, 녹색광, 및 청색광을 중첩시켜서 백색광을 형성하는 중첩 렌즈와,

중첩 렌즈에 의해 형성된 백색광을 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리하는 간섭 필터를 갖는 투영 장치.
제1항에 있어서, 각각의 광원에 대한 화상 형성 장치와 합성 장치 사이의 거리는 청색, 녹색, 및 적색의 순서로 증가하는 투영 장치.
제1항에 있어서, 각각의 색에 대해 존재하는 확대 장치에 대한 배율은 청색, 녹색, 및 적색의 순서로 증가하는 투영 장치.
제4항에 있어서, 제1 내지 제3 단색 광원 각각은 레이저, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드인 투영 장치.
제5항에 있어서, 제1 내지 제3 단색 광원 각각은 레이저, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드인 투영 장치.
상이한 파장 영역을 갖는 복수의 광을 방출하는 광원과,

광원에 의해 방출된 광에 대한 각각의 광학 경로 상에 배열되고 광으로 조사되어 광에 의해 화상을 형성하는 복수의 화상 형성 장치와,

화상 형성 장치에 의해 형성된 각각의 화상을 처리하고 확대하여 확대 화상을 형성하는 확대 장치와,

확대 화상이 투과되는 광에 대한 각각의 광학 경로 상에 위치되어 광들을 서로 중첩시켜서 확대 화상들을 서로 합성하여 합성 화상을 형성하는 합성 장치와,

합성 장치에 의해 형성된 광에 대한 광학 경로 상에 위치되어 광을 투영하는 투영 렌즈와,

투영 렌즈에 의해 투영된 광을 받아서 합성 화상을 표시하는 투영면을 포함하는 투영 및 표시 장치.
제10항에 있어서, 복수의 화상 형성 장치 각각과 투영면 사이에서의 각각의 광의 광학 거리는 조정될 수 있는 투영 및 표시 장치.
제10항에 있어서, 광원은 백색광을 방출하는 백색 광원과, 백색 광원에 의해 방출된 백색광을 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리하는 간섭 필터를 갖는 투영 및 표시 장치.
제10항에 있어서, 광원은 적색광을 방출하는 제1 단색 광원과, 녹색광을 방출하는 제2 단색 광원과, 청색광을 방출하는 제3 단색 광원을 갖는 투영 및 표시 장치.
제10항에 있어서, 광원은 적색광을 방출하는 제1 단색 광원과, 녹색광을 방출하는 제2 단색 광원과, 청색광을 방출하는 제3 단색 광원과, 제1 내지 제3 단색 광원에 의해 방출된 적색광, 녹색광 및 청색광을 중첩시켜서 백색광을 형성하는 중첩 렌즈와, 중첩 렌즈에 의해 형성된 백색광을 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리하는 간섭 필터를 갖는 투영 및 표시 장치.
제10항에 있어서, 각각의 광에 대한 화상 형성 장치와 합성 장치 사이의 거리는 청색, 녹색 및 적색의 순서로 증가하는 투영 및 표시 장치.
제10항에 있어서, 각각의 색에 대해 존재하는 확대 장치에 대한 배율은 청색, 녹색 및 적색의 순서로 증가하는 투영 및 표시 장치.
제13항에 있어서, 제1 내지 제3 단색 광원 각각은 레이저, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드인 투영 및 표시 장치.
제14항에 있어서, 제1 내지 제3 단색 광원 각각은 레이저, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드인 투영 및 표시 장치.
제15항에 있어서, 제1 내지 제3 단색 광원 각각은 레이저, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드인 투영 및 표시 장치.
제16항에 있어서, 제1 내지 제3 단색 광원 각각은 레이저, 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드인 투영 및 표시 장치.