KR20060085418A - Structure of liquid crystal cell and projection lens and image projection system using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 회전과 축방향으로의 이동이 용이한 액정셀 또는 회전과 축방향으로의 이동이 용이한 액정셀 및/또는 축방향으로 손쉽게 이동시킬 수 있는 액정 프로젝터용 투사렌즈 구조체 및 이를 이용한 영상 투사 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 액정셀과 투사렌즈 구조체는, R, G 및 B 액정셀과, R, G 및 B 액정셀이 각기 부착 구비되고, 중앙부에는 적어도 R, G 및 B 액정셀의 유효화면 부분에 입사되는 광이 투과되는 창을 구비하고, 모서리 부근에는 소정의 직경으로 관통 형성된 얼라인홀을 구비하는 복수의 홀더와, 얼라인홀의 직경보다 작은 직경으로 돌출 형성되어 각 홀더의 얼라인홀에 삽입되는 얼라인핀을 구비하고, 바 형상으로 이루어진 상부 프레임과 하부 프레임을 구비하는 캐리어와, 각 홀더와 캐리어를 접착시키는 접착제, 그리고 R, G 및 B 액정셀에 대응하여 각기 구비되며, 캐리어 중 R, G 및 B 액정셀이 배치되는 반대면에 장착되는 복수의 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a liquid crystal cell that can be easily rotated and moved in an axial direction or a liquid crystal cell that can be easily rotated and moved in an axial direction and / or a projection lens structure for a liquid crystal projector that can be easily moved in an axial direction, and image projection using the same. Apparatus, the liquid crystal cell and the projection lens structure according to the present invention, R, G and B liquid crystal cells, and R, G and B liquid crystal cells are attached to each other, the central portion of at least R, G and B liquid crystal cells A plurality of holders having a window through which light incident on the effective screen portion is transmitted, and an alignment hole penetrating at a predetermined diameter in the vicinity of the corner; and protrudingly formed with a diameter smaller than the diameter of the alignment hole. A carrier having an alignment pin inserted into the in-hole and having a bar-shaped upper frame and a lower frame, an adhesive for bonding each holder and the carrier, and R and G B are respectively provided in correspondence to the liquid crystal cell, it characterized in that it comprises a plurality of the projection lens to be mounted on the reverse side that is R, G, and B liquid crystal cells are arranged in the carrier.
액정셀; 투사렌즈; 영상 투사 장치; 컨버전Liquid crystal cell; Projection lens; Image projection apparatus; Conversion
Description
도 1 은 종래의 3-액정 3-투사렌즈를 사용하는 영상 투사 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an image projection apparatus using a conventional 3-liquid crystal 3-projection lens.
도 2 는 본 발명에 따른 액정셀을 홀딩하는 홀더를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view showing a holder for holding a liquid crystal cell according to the present invention.
도 3 은 본 발명에 따른 홀더에 액정셀이 부착된 상태를 나타내는 상태도이다.3 is a state diagram showing a state in which a liquid crystal cell is attached to a holder according to the present invention.
도 4 는 본 발명에 따른 액정셀을 캐리어에 얼라인시키는 과정을 설명하기 위한 상태도이다.4 is a state diagram for explaining a process of aligning a liquid crystal cell to a carrier according to the present invention.
도 5 는 본 발명에 따른 액정셀을 캐리어에 얼라인시키는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a process of aligning a liquid crystal cell with a carrier according to the present invention.
도 6a 및 도 6b 는 본 발명에 따른 일실시례로서 투사렌즈 구조체의 사시도이다.6A and 6B are perspective views of the projection lens structure as one embodiment according to the present invention.
도 7a 및 도 7b 는 본 발명에 따른 영상 투사 장치의 구조를 나타내는 사시도이다.7A and 7B are perspective views showing the structure of the image projection apparatus according to the present invention.
도 8a 및 도 8b 는 본 발명에 따른 액정 프로젝션 광학계에서 사용되는 조정 반사경의 구조를 나타내는 사시도이다.8A and 8B are perspective views showing the structure of the adjusting reflector used in the liquid crystal projection optical system according to the present invention.
도 9 는 본 발명에 따른 영상 투사 장치의 또 다른 실시례의 구조를 나타내는 도.9 is a diagram showing the structure of another embodiment of an image projection device according to the present invention;
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ****** Explanation of symbols on the main parts of the drawing ***
20 : 캐리어 20a, 20b, 20c, 20d : 얼라인핀20:
22 : 레일 30a, 30b, 30c : 액정셀22:
32 : 기판 34 : 애널라이저32: substrate 34: analyzer
36a, 36b, 36c : 투사렌즈 50 : 광원36a, 36b, 36c: projection lens 50: light source
51 : 방열팬 52, 54 : 플라이아이렌즈51:
53 : UV/IR 필터 55 : PBS 어레이53 UV /
56, 57 : 다이크로익 미러 58 : 반사판56, 57: dichroic mirror 58: reflector
60 : 제 1 조명계 렌즈 61 : 조정 반사경60: first illumination system lens 61: adjustable reflector
62 : 제 2 조명계 렌즈 63 : 반사경 케이스62: second illumination lens 63: reflector case
64 : 조절나사 헤드부 65 : 조절나사64: adjusting screw head portion 65: adjusting screw
66 : 스프링 70, 71 : 편광판66:
80 : 하부 프레임 81 : 연결바80: lower frame 81: connecting bar
82 : 상부 프레임 100 : 액정셀과 투사렌즈 구조체82: upper frame 100: liquid crystal cell and projection lens structure
110 : 홀더 110a, 110b, 110c, 110d : 얼라인홀110:
111 : 플렉서블 케이블111: flexible cable
본 발명은 액정셀과 투사렌즈 구조체 및 이를 이용한 영상 투사 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 회전과 축방향으로의 이동이 용이한 액정셀 또는 회전과 축방향으로의 이동이 용이한 액정셀 및/또는 축방향으로 손쉽게 이동시킬 수 있는 액정 프로젝터용 투사렌즈 구조체 및 이를 이용한 영상 투사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal cell and a projection lens structure and an image projection apparatus using the same, and more particularly, a liquid crystal cell that is easy to rotate and move in an axial direction or a liquid crystal cell that is easy to rotate and move in an axial direction and / Or it relates to a projection lens structure for a liquid crystal projector that can be easily moved in the axial direction and an image projection apparatus using the same.
액정을 이용한 투사 장치는 광원으로부터 나오는 빛을 다이크로익 미러(dichroic mirror)을 통해 R, G, B 별로 분리한 후, 각각의 빛깔로 분리된 빛을 선택적으로 온/오프하도록 하는 액정을 통하여 영상정보를 제공하는 장치이다. 종래에는 액정 대신에 CRT(Cathode Ray Tube)를 이용하는 투사 장치가 주로 사용되었으나, CRT를 이용한 투사 장치는 부피를 많이 차지하는 단점으로 인해서 액정을 사용하는 투사 장치로 대체되었다.Projection apparatus using liquid crystal separates the light from the light source by R, G, and B through a dichroic mirror, and then uses an image through the liquid crystal to selectively turn on / off the light separated by each color. It is a device that provides information. Conventionally, a projection apparatus using a CRT (Cathode Ray Tube) is mainly used instead of a liquid crystal, but a projection apparatus using a CRT has been replaced by a projection apparatus using a liquid crystal due to a disadvantage of taking up a lot of volume.
액정을 이용한 투사 장치로는, (1) 광원을 R, G, B로 분리하고 각 색상별 영상을 생성한 후, 합성 렌즈를 사용하여 R, G, B를 합성하고 합성된 영상을 스크린에 투사하는 방식과, (2) 광원을 R, G, B로 분리하고 각 색상별 영상을 생성한 후, 스크린에 투사하여 컨버젼(conversion)을 일치시키는 방식이 있다.As a projection device using liquid crystal, (1) the light source is separated into R, G, and B, an image for each color is generated, and then R, G, and B are synthesized using a synthetic lens, and the synthesized image is projected onto the screen And (2) separate light sources into R, G, and B, generate images for each color, and project them on a screen to match conversion.
종래의 액정을 이용한 영상 투사 장치의 대표적인 구성은 도 1 에 도시되어 있다. 도 1 은 종래의 3-액정 3-투사렌즈를 사용하는 영상 투사 장치의 구성도이다. 도 1 을 참조하여 종래의 영상 투사 장치의 구성에 대하여 설명하면 이하와 같다.A typical configuration of an image projection apparatus using a conventional liquid crystal is shown in FIG. 1 is a block diagram of an image projection apparatus using a conventional 3-liquid crystal 3-projection lens. A configuration of a conventional image projection apparatus will be described below with reference to FIG. 1.
적어도 하나의 광원(1)을 갖는 조명장치(2)로부터 방사된 광은 UV 차단 렌즈(3)를 통하여 R, G, B 다이크로익 미러(4, 5, 6) 시스템(7)으로 입사된다. 각각의 다이크로익 미러(4, 5, 6)는 해당 파장대의 광만을 반사하고 나머지는 통과시키는 기능을 한다. 예를 들어, R 다이크로익 미러(4)는 R 파장대의 광만을 반사시키고 나머지 파장대의 광은 투과시킨다. 각각의 다이크로익 미러(4, 5, 6)에 의해 반사된 광은 필드렌즈(8, 9, 10)를 통하여 각각의 액정셀(11, 12, 13)에 입사된다. 액정셀(11, 12, 13)의 온/오프 동작에 의해 R, G, B 각각의 영상이 형성되고, 형성된 각 색상별 영상은 스크린(17)에 투사된다.Light emitted from the lighting device 2 having at least one
도 1 에 도시된 바와 같이, R, G, B 각각의 투사렌즈(14, 15, 16)로부터 스크린(17)의 중심까지 도달하는 거리가 각기 상이하므로, G 액정셀(12)과 투사렌즈(15)는 동일선상에 배치하는데 반해, 양측에 위치하는 R 액정셀(13)과 R 투사렌즈(16) 그리고 B 액정셀(11)과 B 투사렌즈(14)의 경우는 도면에 도시하지는 않았으나 동일선상에서 약간 이격된 상태로 배치하여 스크린(17)의 중심점을 향하여 빛이 입사되도록 한다. 또한, 각 투사렌즈(14, 15, 16)로부터 스크린(17)의 양측 모서리부로 갈수록 R, G, B 투사렌즈로부터 방사된 광이 도달하는 거리가 달라지는 것을 알 수 있다. 따라서, 도 1 에 도시된 바와 같은 3-액정 3-투사렌즈 시스템의 경우 R, G, B 투사렌즈로부터 방사된 광을 스크린 상에서 정확하게 컨버젼시키기 위 하여 각각의 투사렌즈 또는 액정셀을 용이하게 조절할 수 있는 액정 및 투사렌즈 구조체가 필요하게 되었다.As shown in FIG. 1, since the distances reaching the center of the
한편, 종래의 영상 투사 장치는 스크린에 영상을 투사하기 위하여 직선형 광학계와 복수의 반사경을 포함하는 구조를 사용하였다. 즉, 직선형 광학계로부터 스크린의 하부를 향해 빛이 투사되면, 직선형 광학계의 정면에 소정 각도로 배치되는 제 1 반사경에 의해 일정 방향으로 반사되고, 이는 다시 직선형 광학계 및 제 1 반사경의 상부에 소정 각도로 배치되는 제 2 반사경에 의해 반사되어 스크린에 투사되는 구조를 사용하였다. 그러나, 이러한 직선형 광학계 구조의 경우 직선형 광학계의 정면에 제 1 반사경이 배치되므로 영상 투사 장치의 조립에 어려움이 있었을 뿐만 아니라 영상 투사 장치의 폭이 길어져 영상 투사 장치의 전체 면적이 커지는 문제점이 있었다. 이로 인해 영상 투사 장치의 설치 및 이동에 제약이 따르는 문제점이 있었다.On the other hand, the conventional image projection apparatus used a structure including a linear optical system and a plurality of reflectors to project an image on the screen. That is, when light is projected from the linear optical system toward the lower portion of the screen, the light is reflected in a predetermined direction by the first reflector disposed at a predetermined angle in front of the linear optical system, which is again at a predetermined angle on the upper part of the linear optical system and the first reflector. The structure reflected by the second reflector disposed and projected onto the screen was used. However, in the case of such a linear optical system structure, since the first reflecting mirror is disposed in front of the linear optical system, not only the assembly of the image projector is difficult, but the width of the image projector is increased, thereby increasing the total area of the image projector. For this reason, there is a problem in that the installation and movement of the image projection apparatus is restricted.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 빛의 방향을 전환하는 X-큐브가 포함된 L 자형 광학계를 사용하는 영상 투사 장치가 제시되었다. 이 경우 L 자형 광학계는 내부에서 X-큐브에 의해 빛의 방향이 전환되므로, 광학계의 정면에 별도의 반사경을 배치하지 않고 상부에 소정 각도로 배치되는 반사경만을 구비하는 구조가 적용 가능하게 되었다. 따라서, L 자형 광학계로부터 투사된 빛은 상기 반사경에 의해 반사되어 스크린에 투사가 이루어지게 된다. 그러나, 이러한 L 자형 광학계의 경우 내부에 고가의 X-큐브를 사용함에 따라 영상 투사 장치 전체의 제조 단가를 상승시키는 문제점이 있었다.In order to solve this conventional problem, an image projection apparatus using an L-shaped optical system including an X-cube for changing the direction of light has been proposed. In this case, since the direction of light is switched by the X-cube inside the L-shaped optical system, a structure having only a reflecting mirror disposed at a predetermined angle on the top thereof without applying a separate reflecting mirror can be applied. Therefore, the light projected from the L-shaped optical system is reflected by the reflector to be projected onto the screen. However, the L-shaped optical system has a problem of increasing the manufacturing cost of the entire image projection apparatus by using an expensive X-cube inside.
본 발명은 상기 필요성을 충족시키기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수평축 및 수직축 이동과 회전 이동이 용이하여 컨버전 조절을 용이하게 수행할 수 있는 액정셀과 투사렌즈 구조체 및 이를 이용한 영상 투사 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to meet the above necessity, an object of the present invention is to provide a liquid crystal cell and a projection lens structure and the image projection apparatus using the same that can easily perform the conversion control by the horizontal axis and vertical axis movement and rotational movement will be.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 수평축 및 수직축 이동과 회전 이동이 용이한 액정셀과 수평축 이동이 용이한 투사렌즈를 조합하여 보다 정교한 컨버전 조절이 가능한 액정셀과 투사렌즈 구조체 및 이를 이용한 영상 투사 장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to combine a liquid crystal cell that is easy to move and rotate the horizontal axis and vertical axis and a projection lens that is easy to move the horizontal axis, and more precise conversion control liquid crystal cell and projection lens structure and an image projection apparatus using the same To provide.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 X-큐브와 같은 고가의 부품을 사용하지 않고 광원으로부터 발산되는 빛의 방향을 임의의 각도로 반사시킴으로써 영상 투사 장치의 폭을 얇게 형성할 수 있으며, 이를 통해 영상 투사 장치의 제조비용을 절감하고 영상 투사 장치의 설치 및 이동이 간편하도록 하는 영상 투사 장치를 제공하는 것이다.
In addition, another object of the present invention can form a width of the image projection apparatus by reflecting the direction of the light emitted from the light source at any angle without using expensive components such as X-cube, thereby making the image It is to provide an image projection apparatus that reduces the manufacturing cost of the projection apparatus and makes it easy to install and move the image projection apparatus.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정셀과 투사렌즈 구조체는, 회전 및 소정 축 방향으로의 이동이 가능한 액정셀과 투사렌즈 구조체로서, R, G 및 B 액정셀과, R, G 및 B 액정셀이 각기 부착 구비되고, 중앙부에는 적어도 R, G 및 B 액정셀의 유효화면 부분에 입사되는 광이 투과되는 창을 구비하고, 모서리 부근에는 소정의 직경으로 관통 형성된 얼라인홀을 구비하는 복수의 홀더와, 얼라인홀의 직경보다 작은 직경으로 돌출 형성되어 각 홀더의 얼라인홀에 삽입되는 얼라인핀을 구비하고, 바 형상으로 이루어진 상부 프레임과 하부 프레임을 구비하는 캐리어와, 각 홀더와 캐리어를 접착시키는 접착제, 그리고 R, G 및 B 액정셀에 대응하여 각기 구비되며, 캐리어 중 R, G 및 B 액정셀이 배치되는 반대면에 장착되는 복수의 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the liquid crystal cell and the projection lens structure according to the present invention is a liquid crystal cell and a projection lens structure capable of rotation and movement in a predetermined axial direction, R, G and B liquid crystal cells, R, G And a B liquid crystal cell, each of which has a window through which light incident on an effective screen portion of the R, G, and B liquid crystal cells is transmitted, and an alignment hole formed through a predetermined diameter near a corner thereof. A carrier having a plurality of holders, an alignment pin protruding to a diameter smaller than the diameter of the alignment holes and inserted into the alignment holes of each holder, the upper frame and the lower frame having a bar shape, and each holder. And a plurality of projection lenses which are respectively provided in correspondence with the R, G and B liquid crystal cells, and are mounted on opposite surfaces on which the R, G and B liquid crystal cells are disposed. It is characterized by.
바람직하게는, 액정셀과 투사렌즈 구조체가, R, G 및 B 액정셀에 대하여 각기 구비되며, 빛의 입사방향에 대하여 각 액정셀의 배면으로 소정 거리 이격한 위치에 구비되는 복수의 애널라이저와, 빛의 입사방향에 대향하여 각 애널라이저의 일면에 부착되는 복수의 기판을 더 포함하고, 각 투사렌즈가, 빛의 입사방향에 대하여 각 애널라이저의 배면으로 소정 거리 이격한 위치에 배치되도록 한다. 이때, 기판은 사파이어 기판을 사용하도록 한다. 또한, 각 투사렌즈는 캐리어의 상부 프레임과 하부 프레임 중 적어도 하나에 결착되도록 하는데, 캐리어의 상부 프레임과 하부 프레임 중 투사렌즈가 결착되는 면에는 횡방향으로 형성되는 레일부를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 접착제로는 UV(Ultra Violet) 경화제를 사용하도록 한다. 또한, 액정셀과 투사렌즈 구조체는, 캐리어 중 R, G 및 B 액정셀이 각기 배치되는 반대면에 배치되며, 양측면에 좌우 관통 형성된 관통홈을 구비하는 프레임과, 프레임의 상하에 장착되는 하나 이상의 샤프트와, 각 투사렌즈에 대하여 각기 구비되며, 상단과 하단에 각 샤프트가 끼워질 수 있도록 좌우 관통 형성된 삽 입홈을 구비하는 복수의 지지판과, 빛의 입사방향에 대하여 각 지지판의 배면에 장착되는 각 투사렌즈와, 각 샤프트에 끼워지고, 각 지지판 중 인접한 지지판의 삽입홈 사이에 배치되어 각 지지판을 지지하는 복수의 탄성부재, 그리고 프레임의 각 관통홈에 삽입 결착되어 지지판의 측면을 압착하는 하나 이상의 미세조절부를 더 포함하도록 한다. 이때, 각 지지판은, 각 지지판을 프레임에 고정하기 위한 고정부재가 삽입되도록 전후 관통 형성된 복수의 관통홈을 더 포함하도록 한다.Preferably, the liquid crystal cell and the projection lens structure are each provided with respect to the R, G and B liquid crystal cells, the plurality of analyzers are provided at a position spaced a predetermined distance away from the back of each liquid crystal cell with respect to the incident direction of light, A plurality of substrates are further attached to one surface of each analyzer so as to face the incident direction of light, and each projection lens is disposed at a position spaced a predetermined distance apart from the rear surface of each analyzer with respect to the incident direction of light. At this time, the substrate is to use a sapphire substrate. In addition, each projection lens is to be bonded to at least one of the upper frame and the lower frame of the carrier, it is preferable to include a rail portion formed in the transverse direction on the surface of the upper frame and the lower frame of the carrier is fixed. In addition, UV (Ultra Violet) curing agent to be used as the adhesive. In addition, the liquid crystal cell and the projection lens structure are arranged on opposite surfaces on which the R, G, and B liquid crystal cells are respectively disposed among the carriers, and have a frame having through grooves formed on both sides thereof, and at least one mounted above and below the frame. A plurality of support plates each provided with a shaft and each projection lens and having insertion grooves formed through the left and right so that the respective shafts are fitted at the upper and lower ends thereof, and each mounted on the rear surface of each supporting plate with respect to the incident direction of light; At least one elastic member which is fitted between the projection lens and each shaft and is inserted between the insertion grooves of adjacent support plates of each support plate to support each support plate, and is inserted into and coupled to each through groove of the frame to press the side of the support plate. The microcontroller further comprises. At this time, each support plate, so as to further include a plurality of through grooves formed through the front and rear so that the fixing member for fixing each support plate to the frame.
또한, 상기의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정셀과 투사렌즈 구조체를 이용하는 영상 투사 장치는, 적어도 하나의 광원과 광원으로부터 방사된 광을 R, G 및 B 별로 분리하는 다이크로익 미러와, 다이크로익 미러로부터 출력되는 광을 선택적으로 온/오프하고 회전 및 소정 축 방향으로의 이동이 가능한 액정셀과 투사렌즈 구조체를 이용하는 영상 투사 장치로서, 액정셀과 투사렌즈 구조체가, R, G 및 B 액정셀과, R, G 및 B 액정셀이 각기 부착 구비되고, 중앙부에는 적어도 R, G 및 B 액정셀의 유효화면 부분에 입사되는 광이 투과되는 창을 구비하고, 모서리 부근에는 소정의 직경으로 관통 형성된 얼라인홀을 구비하는 복수의 홀더와, 얼라인홀의 직경보다 작은 직경으로 돌출 형성되어 각 홀더의 얼라인홀에 삽입되는 얼라인핀을 구비하고, 바 형상으로 이루어진 상부 프레임과 하부 프레임을 구비하는 캐리어와, 각 홀더와 캐리어를 접착시키는 접착제, 그리고 R, G 및 B 액정셀에 대응하여 각기 구비되며, 캐리어 중 R, G 및 B 액정셀이 배치되는 반대면에 장착되는 복수의 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above another object, the image projection apparatus using the liquid crystal cell and the projection lens structure according to the present invention, a dichro to separate the light emitted from the at least one light source and the light source by R, G and B An image projection apparatus using a liquid crystal cell and a projection lens structure capable of selectively turning on / off a light output from a dichroic mirror and rotating and moving in a predetermined axial direction, wherein the liquid crystal cell and the projection lens structure include: R, G and B liquid crystal cells and R, G and B liquid crystal cells are attached to each other, and a central portion is provided with a window through which light incident on the effective screen portion of the R, G and B liquid crystal cells is transmitted, and near the corners. Has a plurality of holders having alignment holes penetrated to a predetermined diameter, and aligning pins protruding to a diameter smaller than the diameter of the alignment holes and inserted into the alignment holes of the respective holders. A carrier having a top frame and a bottom frame having a bar shape, an adhesive for adhering each holder and the carrier, and R, G, and B liquid crystal cells, respectively. It characterized in that it comprises a plurality of projection lenses mounted on the opposite surface disposed.
바람직하게는, 액정셀과 투사렌즈 구조체가, 캐리어 중 R, G 및 B 액정셀이 각기 배치되는 반대면에 배치되며, 양측면에 좌우 관통 형성된 관통홈을 구비하는 프레임과, 프레임의 상하에 장착되는 하나 이상의 샤프트와, 각 투사렌즈에 대하여 각기 구비되며, 상단과 하단에 샤프트가 끼워질 수 있도록 좌우 관통 형성된 삽입홈을 구비하는 복수의 지지판과, 빛의 입사방향에 대하여 각 지지판의 배면에 장착되는 각 투사렌즈와, 각 샤프트에 끼워지고, 각 지지판 중 인접한 지지판의 삽입홈 사이에 배치되어 각 지지판을 지지하는 복수의 탄성부재, 그리고 프레임의 각 관통홈에 삽입 결착되어 지지판의 측면을 압착하는 하나 이상의 미세조절부를 더 포함하도록 한다. 또한, 영상 투사 장치는, 다이크로익 미러에 의해 R, G 및 B로 분리된 빛을 소정 각도로 반사시키는 조명 광학계를 더 포함하고, 조명 광학계가, 다이크로익 미러에 의해 R, G 및 B로 분리된 빛을 각기 집광하는 복수의 제 1 조명계 렌즈, 제 1 조명계 렌즈에서 투사되는 빛의 방향을 소정 각도로 각기 반사시키는 복수의 조정 반사경 및 조정 반사경에서 반사된 빛을 각기 집광하는 복수의 제 2 조명계 렌즈를 포함하고, 각 제 2 조명계 렌즈로부터 투사되는 빛이 R, G 및 B 액정셀로 각기 입사되도록 한다. 이때, 조명 광학계가, 조정 반사경이 수납되는 반사경 케이스, 조정 반사경 케이스의 배면 영역의 중심으로부터 소정 거리 이격된 위치에 배치되는 가상의 삼각형의 각 꼭지점 영역에 제 2 단부가 고정 장착되며, 외주를 따라 나사홈이 형성되는 복수의 조절나사, 각 조절나사에 각기 끼워지는 복수의 스프링 및 각 조절나사의 고정되지 않은 제 2 단부에 각기 결착하고, 내주를 따라 나사홈이 형성되는 복수의 조절나사 헤드부를 더 포함하고, 각 조절나사가, 조정 반사경을 고정 장착하는 영상 투사 장치의 하우징의 소정 영역에 형성된 복수의 관통공에 끼워지고, 각 조절나사의 제 2 단부 및 각 조절나사 헤드부가 하우징의 외부에 배치되도록 한다.Preferably, the liquid crystal cell and the projection lens structure are arranged on the opposite surface on which the R, G and B liquid crystal cells of the carrier are respectively disposed, and have a frame having through grooves formed through the left and right sides of the carrier, and mounted above and below the frame. A plurality of support plates each provided with at least one shaft, each of the projection lenses and having insertion grooves formed through the left and right so that the shaft is fitted at the top and the bottom thereof, and mounted on the rear surface of each support plate with respect to the incident direction of light. A plurality of elastic members which are fitted between each projection lens and each shaft and are inserted between the insertion grooves of adjacent support plates of each support plate, and which are inserted and fastened to each through groove of the frame and press the side surfaces of the support plates. To further include a fine control unit. The image projection apparatus further includes an illumination optical system for reflecting light separated into R, G and B by a dichroic mirror at a predetermined angle, wherein the illumination optical system is R, G and B by a dichroic mirror. A plurality of first illumination system lenses for respectively condensing the light separated by the plurality of light sources, a plurality of adjustment reflectors each reflecting the direction of the light projected from the first illumination system lens at a predetermined angle, and a plurality of agents respectively condensing the light reflected from the adjustment reflectors It includes a two illumination system lens, and the light projected from each second illumination system lens is respectively incident to the R, G and B liquid crystal cells. At this time, the second end is fixedly mounted to each vertex region of the virtual triangle disposed at a position spaced apart from the center of the reflector case in which the adjusting reflector is accommodated and the rear region of the adjusting reflector by a predetermined distance. A plurality of adjustment screw head portion is formed, a plurality of adjustment screws, each of which is fitted to each adjustment screw, and a plurality of adjustment screw head portion is formed in the screw groove is formed along the inner circumference Further, each adjustment screw is fitted into a plurality of through-holes formed in a predetermined area of the housing of the image projection apparatus for fixedly mounting the adjustment reflector, the second end of each adjustment screw and each adjustment screw head portion to the outside of the housing To be deployed.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시례에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the advantages, features and preferred embodiments of the present invention.
도 2 는 본 발명에 따른 액정셀을 홀딩하는 홀더를 도시한 사시도이고, 도 3 은 본 발명에 따른 홀더에 액정셀이 부착된 상태를 나타내는 상태도이다. 또한, 도 4 는 본 발명에 따른 액정셀을 캐리어에 얼라인시키는 과정을 설명하기 위한 상태도이며, 도 5 는 본 발명에 따른 액정셀을 캐리어에 얼라인시키는 과정을 설명하기 위한 단면도이다. 도 2 내지 도 5 를 참조하여 본 발명에 따른 액정셀과 투사렌즈 구조체의 구조 및 동작에 대하여 설명하면 이하와 같다.2 is a perspective view showing a holder holding a liquid crystal cell according to the present invention, Figure 3 is a state diagram showing a state in which the liquid crystal cell is attached to the holder according to the present invention. 4 is a state diagram illustrating a process of aligning a liquid crystal cell to a carrier according to the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a process of aligning a liquid crystal cell to a carrier according to the present invention. Hereinafter, the structure and operation of the liquid crystal cell and the projection lens structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
R, G, B에 대한 각 액정셀(30a, 30b, 30c)로는 다이크로익 미러(dichroic mirror)를 통해 색상 별로 분리된 빛이 입사된다. 각 액정셀은 좌측으로부터 R, G, B 또는 B, G, R로 구성 가능한데, 이하에서는 설명의 편의상 R, G, B로 구성된 것을 기준으로 한다.Light separated for each color is incident on the
액정셀과 투사렌즈 구조체(100)는 빛의 입사방향에 대하여 액정셀(30a, 30b, 30c), 기판(32) 및 투사렌즈(36)가 순차적으로 배치되고, 각각은 캐리어(20)에 의해 고정된다. 또한, 빛의 진행방향에 대하여 기판(32)의 일면으로는 애널라이저 (34)가 부착되며, 액정셀(30a, 30b, 30c)과 기판(32) 및 애널라이저(34)와 투사렌즈(36)는 서로 이격되어 배치되도록 한다. 즉, 액정셀과 기판 및 애널라이저와 투사렌즈 사이에는 에어갭(38a, 38b, air gap)이 형성된다. 기판(32), 애널라이저(34) 및 투사렌즈(36)가 R, G, B 각 액정셀(30a, 30b, 30c)에 대하여 각각 구비됨은 물론이다. 각 구성부에 대하여 상세히 설명하면 이하와 같다.In the liquid crystal cell and the
액정셀(30a, 30b, 30c)은 홀더(110)에 고정되며 홀더는 다시 캐리어(20)에 고정됨으로써 각 액정셀을 캐리어에 장착하게 된다. 각 홀더(110)의 중앙부에는 적어도 액정셀의 유효화면에 입사된 광이 투과되도록 하는 창이 구비되며, 네 개의 모서부에는 각각 얼라인홀(110a, 110b, 110c, 110d)이 구비된다. 액정셀(30a)은 도 3 에 도시한 바와 같이 홀더의 창 주변에 있는 작은 홀에 끼워서 부착되거나 또는 접착제를 이용하여 고정되며, 외부의 제어 회로와는 플렉서블 케이블(111)을 통해 연결된다.The
또한, 캐리어(20)의 상부와 하부에는 홀더(110)의 얼라인홀(110a, 110b, 110c, 110d)에 각기 끼워지는 얼라인핀(20a, 20b, 20c, 20d)이 구비된다. 이때, 얼라인핀(20a, 20b, 20c, 20d)의 직경을 얼라인홀(110a, 110b, 110c, 110d)보다 작게 구성하여 유격을 갖도록 함으로써, 실질적으로는 액정셀을 수평/수직 방향으로 이동하거나 회전시킬 수 있도록 한다. 구체적으로, 얼라인핀(20a, 20b, 20c, 20d)과 얼라인홀(110a, 110b, 110c, 110d)에 결착된 상태에서 얼라인핀과 얼라인홀 사이의 유격을 이용하여 홀더(110)를 수직(Y축 방향)으로 움직이거나 수평(X축 방 향)으로 움직일 수 있으며, 홀더를 특정 방향으로 기울임으로써 θZ의 회전이 가능해진다. 따라서, 홀더에 장착된 액정셀(30a, 30b, 30c)을 X/Y축 이동 및 θZ 회전하여 스크린 상에 컨버전을 조절 및 일치시킬 수 있게 된다. 이러한 액정셀(30a, 30b, 30c)의 조절예는 도 4 를 통해 설명하도록 한다.In addition, the upper and lower portions of the
도 4 의 상태도에서 액정셀 30a는 +y축 방향으로 평행 이동시킨 상태이다. 이는 얼라인핀(20a, 20b, 20c, 20d)이 얼라인홀(110a, 110b, 110c, 110d) 하부와 접촉하고 있는 것으로 확인 가능하다. 또한, 액정셀 30b는 -y축 방향으로 평행 이동시킨 상태로서, 이는 얼라인핀이 얼라인홀 상부와 접촉하고 있는 것으로 확인 가능하다. 그리고, 액정셀 30c는 -θZ 회전축 방향으로 회전시킨 상태이며, 이 역시 얼라인핀의 얼라인홀과의 접촉 상태로서 확인 가능하다. 이와 유사한 방법으로 각각의 액정셀을 x축 방향 및/또는 z축 방향으로 평행 이동시키는 것이 가능하다. 한편, 도 5 에서는 액정셀(30a)과 홀더(110)가 약간의 간격을 두고 서로 떨어진 채로 핀으로 결합되는 것으로 도시되었으나, 이는 도면상의 일 실시예에 불과한 것으로서 일반적으로는 액정셀(30a)과 홀더(110)를 밀착되게 접착시키는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이 액정셀(30a)과 홀더(110)는 접착제를 이용하여 접착시키는 것도 가능하다.In the state diagram of FIG. 4, the
한편, 상기한 바와는 달리 캐리어(20)에 관통 형성된 얼라인홀(110a, 110b, 110c, 110d)을 각기 구비하고, 캐리어에 대향하는 홀더(110)의 일면에 돌출 형성된 얼라인핀(20a, 20b, 20c, 20d)을 구비할 수도 있음은 물론이다.On the other hand, unlike the above-described alignment holes (110a, 110b, 110c, 110d) formed through the
각각의 기판(32)은 유리 또는 사파이어 기판을 사용하도록 한다. 기판(32)은 각 액정셀(30a, 30b, 30c)에 대응하여 캐리어(20)에 장착되는데 이때 기판의 시계(perimeter region)는 캐리어의 일부에 접촉하도록 한다. 또한, 상기한 바와 같이 각 기판(32)의 일면, 즉 빛의 진행방향에 대하여 기판의 정면 또는 배면으로는 애널라이저(34)가 부착된다.Each
각각의 투사렌즈(36)는 저면이 캐리어(20)에 결착되는데 투사렌즈의 저면이 접촉하는 캐리어의 면으로는 레일(22)이 형성된다. 따라서, 각 투사렌즈(36)를 레일(22)을 따라 슬라이딩시킬 수 있어 X축 방향의 위치를 쉽게 조절할 수 있게 된다. 한편, 캐리어(20)가 각 투사렌즈(36)의 상면을 결착시키고 각 투사렌즈의 상면과 접촉하는 캐리어의 접촉면에 레일(22)을 형성할 수도 있으며, 캐리어가 각 투사렌즈의 상면과 저면을 동시에 결착시키도록 구성할 수도 있다. 각 투사렌즈(36)를 X 축 방향으로 조절한 후에는 접착제, 나사 또는 기타 결속수단 등을 이용해 고정시키도록 한다. 각 투사렌즈(36)를 돌림으로써 투사렌즈의 배율을 조절할 수 있음은 물론이다.Each
한편, 도 2 내지 도 5 에 도시한 바와 같이 얼라인핀(20a, 20b, 20c, 20d)과 얼라인홀(110a, 110b, 110c, 110d)을 이용하여 액정셀(30a, 30b, 30c)의 수평/수직축 이동과 회전이 가능한 경우 각 투사렌즈(36)를 고정식으로 제작하여도 무방하다. 또한, 이하에서 설명되는 도 6a 및 도 6b 의 또 다른 실시례와 같이 투사렌즈를 샤프트를 갖는 구조체로 변형이 가능함은 물론이다.Meanwhile, as shown in FIGS. 2 to 5, the alignment pins 20a, 20b, 20c and 20d and the
도 2 내지 도 5에 도시된 액정셀을 이용하여 얼라인하는 과정에 대해 설명하기로 한다.A process of aligning using the liquid crystal cell illustrated in FIGS. 2 to 5 will be described.
제 1 단계: 홀더(110)에 액정셀(30a, 30b, 30c)을 결합시킨다. 구체적으로, 액정셀은 홀더의 창 주변에 있는 작은 홀에 끼우거나 접착제를 이용하여 고정하도록 한다.First step: The
제 2 단계: 결합된 각 액정셀(30a, 30b, 30c)을 각각 캐리어(20)에 구비된 얼라인핀(20a, 20b, 20c, 20d)에 끼운다. 즉, 각 액정셀에 대한 홀더(110)의 얼라인홀(110a, 110b, 110c, 110d)을 얼라인핀에 끼우게 된다.Second step: Insert the combined
제 3 단계: 얼라인 장비를 이용하여 홀더(110)를 잡은 후 홀더를 미세하게 움직이면서 각 액정셀(30a, 30b, 30c)의 얼라인을 조절한다. 상기한 바와 같이, 액정셀의 얼라인 조절은 얼라인홀(110a, 110b, 110c, 1110d)과 얼라인핀(20a, 20b, 20c, 20d) 사이의 유격을 이용하게 된다.Third step: After holding the
제 4 단계: 얼라인이 맞쳐진 각 액정셀을 고정하기 위하여 얼라인핀(20a, 20b, 20c, 20d)과 홀더(110) 사이, 특히 얼라인홀(110a, 110b, 110c, 110d)에 UV 접착제를 도포한다.Fourth step: UV between
제 5 단계: 도포된 UV 접착제에 UV 광을 조사하여 UV 접착제를 경화시킴으로써 액정셀을 원하는 위치에 얼라인하는 공정을 완료한다.5th step: The process of aligning a liquid crystal cell to a desired position is completed by irradiating UV-ray to the apply | coated UV adhesive and hardening a UV adhesive.
변형례 1
본 발명에 따른 액정셀과 투사렌즈 구조체 및 이를 이용한 영상 투사 장치는 상기한 바와 같이 액정셀(30a, 30b, 30c)의 X/Y축 이동 및 θZ 회전과는 별도로 액정셀에 대한 각 투사렌즈의 X축 위치를 조절함으로써 스크린에의 컨버전을 보다 정교하게 조절할 수 있다. 이 경우 액정셀은 Y축 이동 및 θZ 회전만을 하고 투사렌즈를 X축 이동 및 조절할 수도 있음은 물론이다. X축 이동이 가능한 투사렌즈의 구조체에 대하여는 도 6 을 참조하여 설명하도록 한다.The liquid crystal cell and the projection lens structure and the image projection apparatus using the same according to the present invention are each projection lens for the liquid crystal cell separately from the X / Y axis movement and θ Z rotation of the liquid crystal cells (30a, 30b, 30c) as described above By adjusting the X-axis position, the conversion to the screen can be adjusted more precisely. In this case, the liquid crystal cell may move only the Y axis and rotate the θ Z and move and adjust the X-axis of the projection lens. The structure of the projection lens capable of X-axis movement will be described with reference to FIG. 6.
도 6 은 본 발명에 따른 투사렌즈 구조체의 사시도로서, 도 6a 는 투사렌즈 구조체의 분해 사시도이고, 도 6b 는 투사렌즈 구조체의 결합 사시도이다. 도 6a 및 도 6b 에 도시한 투사렌즈 구조체는, 도 5 에서 빛의 진행방향을 기준으로 할 때 투사렌즈(36)가 장착되는 캐리어(20)의 후단부에 대응되는 구성부이며, 각 투사렌즈(36a, 36b, 36c)의 X축 위치를 보다 정밀하게 조절하기 위한 것이다. 도 6a 및 도 6b 의 각 투사렌즈는 우측부터 R, G, B 또는 B, G, R로 배치되며, 이하에서는 상기의 설명과 일치시키기 위하여 투사렌즈가 우측부터 R, G, B 순으로 배치되는 경우를 기준으로 한다.6 is a perspective view of a projection lens structure according to the present invention, Figure 6a is an exploded perspective view of the projection lens structure, Figure 6b is a combined perspective view of the projection lens structure. The projection lens structures shown in FIGS. 6A and 6B are components corresponding to the rear ends of the
투사렌즈 구조체는 프레임(40)의 전방 상하로 샤프트(44a, 44b)가 장착되며, 상하의 샤프트에 각 투사렌즈(36a, 36b, 36c)의 지지판(42a, 42b, 42c)이 결착된다. 각 지지판(42a, 42b, 42c)의 상단과 하단으로는 샤프트(44a, 44b)에 끼워질 수 있도록 좌우 관통 형성된 삽입홈이 형성되며, 각 지지판의 전방(빛이 방사되어 나가는 방향)으로는 투사렌즈 외경통(37a, 37b, 37c)가 각기 장착된다. 각각의 투사렌즈 외경통에는 R, G, B 투사렌즈(36a, 36b, 36c)가 장착된다.The projection lens structure has
한편, 상하의 샤프트(44a, 44b)에는 두개의 스프링(46a, 46b)이 끼워지는데, 구체적으로는 각 지지판(42a, 42b, 42c)의 삽입홈 사이에 설치된다. 또한, 프레임(40)의 양 측면으로는, 각 지지판 중 양 측면의 지지판(42a, 42c)의 X축 위치를 미세 조절하기 위한 미세조절 스크류(48a, 48b)가 장착되며, 이를 위해 프레임의 양 측면으로는 좌우 관통 형성된 관통홈을 형성하도록 한다.On the other hand, two
본 발명에 따른 렌즈 구조체를 이용해 투사렌즈(36a, 36b, 36c)의 X축 위치를 조절하는 과정을 설명하면 이하와 같다.Referring to the process of adjusting the X-axis position of the projection lens (36a, 36b, 36c) using the lens structure according to the present invention.
제 1 단계: 각 투사렌즈 지지판(42a, 42b, 42c)을 샤프트(44a, 44b)에 끼운 후 가운데에 배치된 G 투사렌즈의 지지판(42b)을 프레임에 고정시킨다.First step: After each projection
제 2 단계: 좌우의 미세조절 스크류(48a, 48b)을 이용해 R 투사렌즈 지지판과 B 투사렌즈 지지판의 X축 위치를 조절한 후 프레임(40)에 고정시키면 된다. 구체적으로, 미세조절 스크류(48a, 48b)를 조이게 되면, 양 측에 배치된 R 투사렌즈의 지지판(42a)의 우측면과 B 투사렌즈의 지지판(42c)의 좌측면을 미세조절 스크류가 각기 밀게 되므로, 양 지지판(42a, 42c)은 G 투사렌즈의 지지판(42b)에 밀착하는 방향으로 움직이게 된다. 또한, 미세조절 스크류(48a, 48b)를 풀게 되면 R 투사렌즈 지지판(42a)과 B 투사렌즈 지지판(42c)은 스프링(46a, 46b)에 의해 각기 밀려 G 투사렌즈 지지판(42b)으로부터 떨어지게 된다.Second step: After adjusting the X-axis position of the R projection lens support plate and the B projection lens support plate using the left and right fine adjustment screw (48a, 48b) is fixed to the
제 3 단계: 각 투사렌즈(36a, 36b, 36c)를 돌려 각 투사렌즈의 배율을 조절한다.Third step: Each
따라서, 각 홀더(110)의 얼라인홀(110a, 110b, 110c, 110d)와 얼라인핀(20a, 20b, 20c, 20d) 사이의 유격을 이용하여 액정셀(30a, 30b, 30c)의 X/Y축 위치 조절 및 θZ 회전과 별도로 투사렌즈(36a, 36b, 36c)의 X축 위치를 조절함으로써 스크린 상의 컨버전을 보다 정밀하게 일치시킬 수 있게 된다.Accordingly, X of the
변형례 2Modification 2
본 발명에 따른 액정셀과 투사렌즈 구조체를 이용한 영상 투사 장치는 광원으로부터 발산된 빛을 R, G, B로 분리하고 분리된 빛을 별도의 조명 광학계를 통해 각기 일정 방향으로 반사시킴으로써 영상 투사 장치의 폭을 얇게 형성하여 설치 및 이동을 용이하게 할 수 있다. 즉, 다이크로익 미러에 의해 R, G, B로 분리된 빛을 조명 광학계를 통해 각기 집광 및 일정 방향으로 반사시킨 후 R, G, B 액정셀(30a, 30b, 30c)을 통해 영상을 생성한 후 투사렌즈를 통해 투사하고, 투사된 빛을 반사경을 통해 스크린에 투사하게 된다. 따라서, 빛을 일정 방향으로 반사하기 위하여 X-큐브와 같은 별도의 고가의 부품을 사용하지 않게 되므로 영상 투사 장치의 제조 단가를 절감할 수 있게 된다. 상기한 바와 같이 조명 광학계가 적용된 영상 투사 장치에 대하여는 도 7a 및 도 7b 와 도 8a 및 도 8b 를 참조하여 설명하도록 한다.The image projection apparatus using the liquid crystal cell and the projection lens structure according to the present invention separates the light emitted from the light source into R, G, B and reflects the separated light through a separate illumination optical system in a predetermined direction, respectively. The width can be made thin to facilitate installation and movement. That is, the light separated into R, G, and B by the dichroic mirror is collected through the illumination optical system and reflected in a predetermined direction, and then the image is generated through the R, G, and B
도 7a 및 도 7b 는 본 발명에 따른 영상 투사 장치의 구조를 나타내는 사시도로서, 도 7a 는 본 발명에 따른 영상 투사 장치를 정면에서 바라본 사시도이고, 도 7b 는 본 발명에 따른 영상 투사 장치를 배면에서 바라본 사시도이다. 이하에서는, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 본 발명에 따른 영상 투사 장치의 구조에 대하여 설명하되, 영상 투사 장치의 기본적인 구성부에 대한 설명은 생략하고 조명 광학계과 관련된 구성부를 중심으로 설명하도록 한다.7A and 7B are perspective views showing the structure of the image projection apparatus according to the present invention. FIG. 7A is a front view of the image projection apparatus according to the present invention, and FIG. 7B is a rear view of the image projection apparatus according to the present invention. This is a perspective view. Hereinafter, the structure of the image projection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7A and 7B, but the description of the basic components of the image projection apparatus will be omitted, and the description will be given based on the components related to the illumination optical system.
조명 광학계는 다이크로익 미러(56, 57) 및 반사경(58)에 의해 R, G, B로 분리된 빛이 각기 입사되고 입사된 각 빛을 집광 및 일정 방향으로 반사하여 R, G, B 액정셀(30a, 30b, 30c)로 조사함으로써 광효율을 향상시키게 된다. 조명 광학계는 R, G, B의 빛에 대하여 각기 구비되며, 각각의 조명 광학계는 제 1 조명계 렌즈(60), 조정 반사경(61) 및 제 2 조명계 렌즈(62)를 포함한다.The illumination optical system receives light separated into R, G, and B by
제 1 조명계 렌즈(60)는 각기 다이크로익 미러(56, 57)와 반사경(58)에 대응하여 배치되어, 다이크로익 미러와 반사경에 의해 분리된 R, G, B의 빛을 입사받아 집광한 후 각각의 조정 반사경(61)에 투사한다.The first
조정 반사경(61)은 각 제 1 조명계 렌즈(60)에 대응하여 배치되며, 제 1 조명계 렌즈에 의해 집광된 빛을 반사하여 빛의 조사되는 방향이 90°이상 꺾일 수 있도록 한다. 따라서, 종래의 직선형 광학계보다 광학계의 길이를 짧아지게 되어 영상 투사 장치의 폭을 줄일 수 있으며, 스크린 하부에 반사경이 배치되지 않아도 되므로 스크린 하부의 길이 또한 줄어들게 된다. 또한, 입사되는 빛을 일정방향으로 반사하기 위하여 X-큐브와 같은 고가의 부품을 사용하지 않아도 되므로 영상 투사 장치의 제조 단가를 절감할 수 있게 된다.The adjusting
조정 반사경(61)은 하부 하우징(80)에 부착되고 하부 하우징에서 움직일 수 있도록 하여 빛이 반사되어 꺾이는 각도를 조절할 수 있으며, 이에 대한 설명은 이하에서 도 8a 와 도 8b 를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.The adjusting
제 2 조명계 렌즈(62)는 각각의 조정 반사경(61)에 의해 반사된 빛을 집광하여 R, G, B 액정셀(30a, 30b, 30c)에 조사하고, 각 액정셀은 R, G, B 영상을 생성하게 된다. 각 액정셀에 의해 생성된 R, G, B 영상은 각기 R, G, B 투사렌즈(36a, 36b, 36c)에 의해 투사된 후 영상 투사 장치 외부의 반사경(미도시)에 의해 반사되어 스크린(미도시)에 투사되게 된다.The
미설명 부호인 50은 빛을 발산하는 광원이고, 51은 광원의 열을 방출시키는 방열팬을 나타낸다. 또한, 52 및 54는 광원으로부터 출사된 빛을 집광하는 제 1 및 제 2 플라이아이 렌즈, 53은 광원으로부터 출사된 빛에 포함된 자외선(UV)과 적외선(IR)을 차단하는 UV/IR 필터, 55는 입사되는 빛을 편광시키는 PBS(Polarizing Beam Splitter) 어레이를 나타낸다. 그리고, 70 및 71은 입사되는 빛을 편광시키는 편광판을 나타낸다. 상기 각 구성부는 영상 투사 장치에 공히 적용되는 것으로 본 발명에 속한 기술분야의 통상의 전문가라면 그 구성 및 동작에 대하여 용이하게 알 수 있으므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 상기 영상 투사 장치의 각 구성부는 일정한 크기의 하우징 내에 지정된 위치에 설치되는데, 특히 광원(50), 다이크로익 미러(56, 57), 반사경(58) 및 조명 광학계의 제 1 조명계 렌즈(60)와 조정 반사경(61)은 하부 하우징(80)에 설치되고, 조명 광학계의 제 2 조명계 렌즈(62), 액정셀(30a, 30b, 30c) 및 투사렌즈(36a, 36b, 36c)는 상부 하우징(82)에 설치된다. 또한, 상부 하우징(82)과 하부 하우징(80)은 연결바(81)에 의해 연결되는데, 연결바는 하부 하우징에 한축이 고정된 상태에서 회전할 수 있도록 하여 상부 하우징이 하부 하우징에 대하여 소정 각도까지 회전할 수 있도록 한다.On the other hand, each component of the image projection apparatus is installed in a predetermined position in a housing of a predetermined size, in particular, the
도 8a 및 도 8b 는 본 발명에 따른 액정 프로젝션 광학계에서 사용되는 조정 반사경의 구조를 나타내는 사시도로서, 도 8a 는 본 발명에 따른 조정 반사경을 정면에서 바라본 사시도이고, 도 8b 는 본 발명에 따른 조정 반사경을 배면에서 바라본 사시도이다. 도 8a 및 도 8b 를 참조하여 본 발명에 따른 조정 반사경의 구조에 대하여 설명하면 이하와 같다.8A and 8B are perspective views showing the structure of the adjustment reflector used in the liquid crystal projection optical system according to the present invention, FIG. 8A is a perspective view of the adjustment reflector according to the present invention, and FIG. 8B is an adjustment reflector according to the present invention. This is a perspective view from the back. Referring to Figures 8a and 8b will be described with respect to the structure of the adjustment reflector according to the present invention.
상기한 바와 같이, 조정 반사경(61)은 입사되는 빛이 반사되어 꺾이는 각도를 조절할 수 있도록 하기 위하여 하부 하우징 내에서 각도 조절이 가능하여야 한다. 이를 위하여, 조정 반사경(61)을 수납하는 반사경 케이스(63) 및 반사경 케이스의 배면에 설치되어 조정 반사경의 반사각을 조절하기 위한 조절나사(65)를 더 구비하도록 한다. 조절나사(65)는 반사경 케이스(63)의 중심에서 소정 거리 만큼 떨어져 있는 가상의 삼각형의 각 꼭지점에 제 1 단부가 고정 장착된다. 또한, 각 조절나사(65)는 소정의 스프링(66)이 결착된 상태로 하부 하우징(80)에 형성되는 소정의 관통공(미도시)에 끼워지는데, 이때 각 조절나사의 제 2 단부는 상기 하부 하우징의 외부로 노출되게 된다. 따라서, 조정 반사경(61)은 각 조절나사(65)에 의해 하부 하우징(80)에 고정 장착되며, 반사경 케이스(63)의 배면과 하부 하우징 사이를 스프링(66)이 지지하는 형태가 된다. 하부 하우징(80)의 외부로 노출되는 각 조절나사(65)의 제 2 단부에는 조절나사 헤드부(64)가 결착된다. 한편, 조절나사(65)의 외주와 조절나사 헤드부(64)의 내주를 따라 소정의 나사홈을 형성하고 각 나사홈이 상호 결착이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.As described above, the
본 발명에 따른 조정 반사경(61)의 각도를 조정하기 위하여 하부 하우징(80)의 외부로부터 각 조절나사 헤드부(64)를 소정 방향으로 돌리게 되면, 상기 조절나사 헤드부와 조절나사(65)의 나사홈이 상호 맞물리면서 조절나사 헤드부가 조절나사를 조이거나 풀게 된다. 상기한 바와 같이, 조정 반사경(61)의 배면과 하부 하우징(80) 사이를 각 스프링(66)에 의해 지지하므로 조절나사 헤드부(64)를 돌림으로써 조정 반사경과 하부 하우징 사이의 간격을 조절할 수 있게 된다. 또한, 각 조절나사 헤드부(64)를 각기 상이하게 조절함으로써 조정 반사경(61)의 각도를 조절할 수 있게 된다. 또한, 조정 반사경(61)의 각도는 조절나사(65)와 조절나사 헤드부(64)의 나사홈에 의해 조절되므로, 조정 반사경의 각도를 미세하게 조절할 수 있게 된다.When the
변형례 3
상기에서는 본 발명에 따른 액정셀과 투사렌즈 구조체가 R, G, B 각각에 대하여 투사렌즈가 구비되는 영상 투사 장치에 적용된 실시례를 도시하였다. 그러나, 이와는 달리 R, G, B 세개의 영상 중 두개의 영상을 합성하여 제 1 투사렌즈를 통해 투사하고 나머지 하나의 영상은 제 2 투사렌즈를 통해 투사하는, 즉 두개의 투사렌즈를 구비하는 영상 투사 장치에도 적용 가능하다. 이러한 영상 투사 장치 의 구조는 도 9 에 도시되어 있다. 도 9 는 본 발명에 따른 영상 투사 장치의 또 다른 실시례의 구조를 나타내는 구조도이다. 도 9 를 참조하여 본 발명에 따른 영상 투사 장치의 또 다른 실시례에 대하여 설명하면 이하와 같다.In the above, an embodiment in which the liquid crystal cell and the projection lens structure according to the present invention are applied to an image projection apparatus having projection lenses for each of R, G, and B is illustrated. However, unlike this, two images of R, G, and B images are synthesized and projected through the first projection lens, and the other image is projected through the second projection lens, that is, an image having two projection lenses. Applicable to the projection device. The structure of such an image projection apparatus is shown in FIG. 9 is a structural diagram showing a structure of another embodiment of an image projection apparatus according to the present invention. Another embodiment of the image projection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 9.
본 발명에 따른 영상 투사 장치의 또 다른 실시례(200)는, 전방으로 빛을 발산하는 광원(1), 광원으로부터 발산된 빛의 세기를 고르게 하는 플라이 아이 렌즈(fly eye lens, 120, 130), 입사되는 빛을 집중시키는 콘덴싱 렌즈(condensing lens, 131 내지 136), 빛의 편광 상태를 안정된 상태로 변환하는 편광 변환계(PCS: Polarization Conversion System, 140), 입사되는 빛 중 특정 색상의 빛을 반사하고 나머지를 투과시키는 다이크로익 미러(dichroic mirror, 150, 151), 입사되는 빛을 특정 방향으로 반사시키는 반사경(152, 153), 입사되는 빛의 편광 방향을 변환시키는 위상 지연기(retarder, 160), 입사되는 빛 중 특정 편광 방향을 갖는 빛만을 통과시키는 편광기(polarizer, 170 내지 172) 및 애널라이저(analyzer, 175 내지 177), 입사되는 특정 색상의 빛에 대한 이미지를 생성하는 액정셀(180 내지 182), 입사되는 각 색상의 이미지를 합성하는 편광빔 분리기(PBS: Polarizing Beam Splitter, 185), 입사되는 이미지를 스크린에 확대 투사하는 제 1 투사렌즈(190) 및 제 2 투사렌즈(191)를 포함한다. 도 9 에 도시한 구조 중 플라이 아이 렌즈(120, 130) 대신에 인티그레이트(integrator)를 사용할 수 있음은 물론이다.Another
본 발명에 따른 영상 투사 장치의 또 다른 실시례(200)는, 광원(1)으로부터 출광된 광을 다이크로익 미러(150, 151)를 사용하여 R, G를 각각 선택 반사시킨다. 다음으로 각각 R 액정(180)과 G 액정(181)을 이용하여 광을 선택적으로 On/Off 한 다. 선택적으로 투사된 R/G 영상은 편광빔 분리기(185)를 이용하여 합성시킨 후 제 1 투사렌즈(190)를 이용하여 스크린에 투사시킨다. 나머지 B광은 반사경(152)를 통하여 B 액정(182)에 입사된다. B 액정(182)에 의해 선택적으로 On/Off된 영상은 제 2 투사렌즈(191)를 이용하여 스크린에 투사된다. 편광빔 분리기(185)에 의해 합성되는 두 가지 색상의 광은 B/G 또는 R/B로 임의적으로 선택할 수도 있으며, 나머지 한 색상의 광은 편광빔 분리기(185)를 거치지 않고 직접 투사 렌즈(191)를 통하여 스크린에 투사되도록 한다.In another
한편, 각 액정셀(180 내지 182)은 상기한 바와 같이 홀더(110)에 장착되며 상기 홀더는 캐리어(20)에 장착되게 된다. 즉, R 액정셀(180)과 G 액정셀(181)은 편광빔 분리기(185)의 입사측에 배치되는 홀더(110) 및 캐리어(20)에 장착되며, B 액정셀(182)은 제 2 투사렌즈(191)의 입사측에 배치되는 홀더 및 캐리어에 장착되게 된다. 따라서, 홀더(110)의 얼라인홀(110a, 110b, 110c, 110d)과 캐리어(20)의 얼라인핀(20a, 20b, 20c, 20d) 사이의 유격을 이용하여 액정셀을 X/Y축 이동 및 θZ 회전하여 스크린 상의 컨버전을 조절 및 일치시킬 수 있게 된다. 액정셀의 조절 후에 얼라인홀에 UV 접착제를 도포 및 경화시켜 얼라인 상태를 고정함은 상기한 바와 같다.Meanwhile, each
이상 설명한 바대로, 본 발명에 따른 액정셀과 투사렌즈 구조체 및 이를 이 용한 영상 투사 장치는 정확한 촛점 조절을 위하여 액정셀과 투사렌즈를 용이하게 조절할 수 있는 현저한 효과가 있다.As described above, the liquid crystal cell and the projection lens structure and the image projection apparatus using the same according to the present invention have a remarkable effect that the liquid crystal cell and the projection lens can be easily adjusted for accurate focus control.
즉, 본 발명에 따른 액정셀과 투사렌즈 구조체 및 이를 이용한 영상 투사 장치는 액정셀의 X축 및 Y축 이동과 θZ 회전 이동을 용이하게 함으로써 스크린에의 컨버전을 정밀하게 조절할 수 있다. 또한, R, G, B 투사렌즈의 X축 위치를 미세조절할 수 있는 투사렌즈 구조체를 적용함으로써 각 투사렌즈를 보다 정밀하게 위치조절할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 투사렌즈 구조체를 액정셀이 고정된 구조체 또는 액정셀의 Y축 위치와 θZ 회전을 조절할 수 있는 구조체에 모두 적용할 수 있으므로 응용의 폭이 넓다.That is, the liquid crystal cell and the projection lens structure and the image projection apparatus using the same according to the present invention can precisely control the conversion to the screen by facilitating the X-axis and Y-axis movement and the θ Z rotation movement of the liquid crystal cell. In addition, by applying a projection lens structure that can finely adjust the X-axis position of the R, G, B projection lens, it is possible not only to precisely adjust the position of each projection lens, but also to the structure in which the liquid crystal cell is fixed, The application is wide because it can be applied to both the Y axis position of the liquid crystal cell and the structure capable of adjusting the θ Z rotation.
아울러, 본 발명에 따른 영상 투사 장치는 광원으로부터 발산되는 빛의 방향을 임의의 각도로 반사시킴으로써 영상 투사 장치의 폭을 얇게 형성하여 영상 투사 장치의 설치 및 이동이 용이할 뿐만 아니라, X-큐브와 같은고가의 부품을 사용하지 않고도 빛의 방향으로 전환할 수 있으므로 영상 투사 장치의 제조 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the image projection apparatus according to the present invention forms a width of the image projection apparatus by reflecting the direction of the light emitted from the light source at an arbitrary angle to facilitate the installation and movement of the image projection apparatus, as well as the X-cube and It is possible to reduce the manufacturing cost of the image projection apparatus because it can be switched in the direction of light without using the same expensive parts.
본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.While the preferred embodiments of the present invention have been described using specific terms, such descriptions are for illustrative purposes only, and it is understood that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the following claims. Should be done.
Claims (13)
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WO2010002189A2 (en) * | 2008-07-01 | 2010-01-07 | 엘지전자(주) | Laser scanning display and beam alignment method thereof |
WO2010002189A3 (en) * | 2008-07-01 | 2010-04-22 | 엘지전자(주) | Laser scanning display and beam alignment method thereof |
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