KR20080024914A - Holding structure of dichroic mirrors and micro projector comprising the same - Google Patents

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KR20080024914A KR1020060089667A KR20060089667A KR20080024914A KR 20080024914 A KR20080024914 A KR 20080024914A KR 1020060089667 A KR1020060089667 A KR 1020060089667A KR 20060089667 A KR20060089667 A KR 20060089667A KR 20080024914 A KR20080024914 A KR 20080024914A
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Abstract

A holding structure of dichroic mirrors and a micro projector having the same are provided to firmly fix the dichroic mirrors to a housing by pressing the dichroic mirrors against receiving parts of the housing with a holder and bent portions of a leaf spring. A holding structure of dichroic mirrors includes a housing(61), a leaf spring(65), and a holder(62). The housing receives a first mirror(27), second and third mirrors(28,29) as the dichroic mirrors, and a reflective mirror(31). The leaf spring covers the bottom of the housing. The holder fixes the second and third mirrors to the housing. The housing has first to fourth receiving parts(61a,61b,61c,61d) to receive the first to third mirrors and the reflective mirror respectively. The holder, screwed to the housing, has a fork part to press lower parts of the second and third mirrors toward the second and third receiving parts so that the second and third mirrors closely adhere to the second and third receiving parts of the housing.

Description

다이크로익 미러 홀딩 구조 및 이를 구비한 마이크로 프로젝터{Holding structure of dichroic mirrors and Micro projector comprising the same}Holding structure of dichroic mirrors and Micro projector comprising the same

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 프로젝터의 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view of a micro projector according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 마이크로 프로젝터의 측면에서 바라본 광학계의 개략적인 배치도이다.FIG. 2 is a schematic layout view of an optical system viewed from the side of the micro projector shown in FIG. 1.

도 3은 도 1에 도시된 마이크로 프로젝터의 다이크로익(dichroic) 홀딩 구조를 개략적으로 도시하는 측면도이다.FIG. 3 is a side view schematically showing a dichroic holding structure of the micro projector shown in FIG. 1.

도 4는 도 3에 도시된 다이크로익 홀딩 구조의 분해 사시도이다.4 is an exploded perspective view of the dichroic holding structure shown in FIG. 3.

도 5는 도 4에 도시된 다이크로익 홀딩 구조의 하우징을 상세하게 도시하는 사시도이다.5 is a perspective view showing in detail the housing of the dichroic holding structure shown in FIG.

도 6은 도 4에 도시된 다이크로익 홀딩 구조에서 하우징을 제외한 다이크로익 홀딩 구조를 도시하는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a dichroic holding structure excluding a housing in the dichroic holding structure shown in FIG. 4.

도 7은 도 1에 도시된 마이크로 프로젝터의 균일화 수단을 통과하는 광 빔의 경로를 도시하는 도면이다.FIG. 7 is a diagram showing a path of a light beam passing through the homogenizing means of the micro projector shown in FIG. 1.

도 8a는 PBS(Polarizing Beam Splitter) 및 화상 표시패널을 입사하는 광 빔의 진행 방향 및 편광 방향을 도시하는 도면이다. 8A is a diagram showing a traveling direction and a polarization direction of a light beam incident on a PBS (Polarizing Beam Splitter) and an image display panel.

도 8b는 화상 표시패널에서 픽셀이 암 상태(black state)인 경우에 도 8a에서 입사된 광 빔의 진행 방향 및 편광 방향을 도시하는 도면이다. FIG. 8B is a diagram illustrating a traveling direction and a polarization direction of the light beam incident on FIG. 8A when the pixel is in a black state in the image display panel.

도 8c는 화상 표시패널에서 픽셀이 명 상태(white state)인 경우에 도 8a에서 입사된 광 빔의 진행 방향 및 편광 방향을 도시하는 도면이다. FIG. 8C is a diagram illustrating a traveling direction and a polarization direction of the light beam incident in FIG. 8A when the pixel is in a white state in the image display panel.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 *Brief description of symbols for the main parts of the drawings

1: 마이크로 프로젝터 2: 메뉴 버튼부1: Micro projector 2: Menu button

3: 출사구 10: 투사 광학계3: exit port 10: projection optical system

20: 조명 광학계 21, 22, 23: G 광원, R 광원, B 광원20: illumination optical system 21, 22, 23: G light source, R light source, B light source

24, 25, 26: 제1, 제2, 제3 포커싱 렌즈24, 25, 26: first, second, third focusing lens

27, 28, 29: 제1, 제2, 제3 미러 30: λ/2 필터27, 28, 29: 1st, 2nd, 3rd mirror 30: (lambda) / 2 filter

31: 반사 미러 32: 마이크로 플라이 아이 렌즈31: reflective mirror 32: micro fly eye lens

33: 제4 포커싱 렌즈 34: 콜리메이션 렌즈33: fourth focusing lens 34: collimation lens

35: 균일화 수단 36: PBS(polarizing beam splitter)35: homogenization means 36: polarizing beam splitter (PBS)

37: λ/4 필터 38: 편광자37: lambda / 4 filter 38: polarizer

40, 140: 화면 표시패널 60: 다이크로익 미러 홀딩 구조40 and 140: screen display panel 60: dichroic mirror holding structure

61: 하우징 61b, 61c: 제2 안착부, 제3 안착부61: housing 61b, 61c: 2nd seating part, 3rd seating part

62: 홀더 65: 판 스프링62: holder 65: leaf spring

65a, 65b: 밀착부65a, 65b: tight contact

본 발명은 다이크로익 미러 홀딩 구조 및 마이크로 프로젝터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 휴대용 멀티미디어 기기와 연결하여 외부의 스크린에 영상을 확대하여 표시하는 초소형의 마이크로 프로젝터의 레이저 광원에서 나오는 광 빔들을 반사시키는 다이크로익 미러들을 지지하는 다이크로익 미러 홀딩 구조 및 이를 구비한 마이크로 프로젝터에 관한 것이다.The present invention relates to a dichroic mirror holding structure and a micro projector, and more particularly, to reflect light beams from a laser light source of a micro projector that is connected to a portable multimedia device to enlarge and display an image on an external screen. A dichroic mirror holding structure for supporting dichroic mirrors and a micro projector having the same.

프로젝터는 광 빔이 화상 표시패널에 반사하는지 투과하는지 여부에 따라 반사형 프로젝터와 투사형 프로젝터로 구분된다. 또한, 프로젝터는 사용되는 화상 표시패널의 개수에 따라 단판식, 2판식 및 3판식 프로젝터로 구분될 수 있다. 또한, 광원의 종류에 따라 램프 광원을 사용하는 프로젝터와 레이저 광원을 사용하는 프로젝터로 구분될 수 있다.Projectors are classified into reflective projectors and projection projectors according to whether the light beams reflect or transmit through the image display panel. In addition, the projector may be classified into a single plate type, two plate type, and three plate type projectors according to the number of image display panels used. In addition, according to the type of light source may be divided into a projector using a lamp light source and a projector using a laser light source.

램프 광원을 사용하는 프로젝터는 크기가 상당히 커서 휴대하기가 힘들다. 이를 극복하기 위하여 최근에는 레이저 광원을 이용한 프로젝터의 개발이 많이 진행되고 있다. Projectors using lamp light sources are quite large and difficult to carry. In order to overcome this problem, the development of a projector using a laser light source has been progressed in recent years.

최근에 디지털 카메라, 디지털 캠코더, PMP(portable media player), PSP, 랩톱 컴퓨터 및 휴대폰과 같은 휴대용 멀티미디어 기기가 많이 사용되고 있다. 이 같은 휴대용 멀티미디어 기기의 활용도가 높아지면서 다른 사람과 함께 활용할 경우가 많아지고 있다. 특히, 휴대용 멀티미디어 기기는 이동성이 좋기 때문에 휴대용 멀티미디어 기기의 활용도를 높이기 위해서는 프로젝터의 휴대성 및 이동성도 좋아야 한다. 따라서, 프로젝터도 휴대성을 높이기 위하여 호주머니에 보관할 수 있을 정도의 초소형으로 제작될 필요성이 높아지고 있다.Recently, portable multimedia devices such as digital cameras, digital camcorders, portable media players (PMPs), PSPs, laptop computers and mobile phones have been widely used. As the utilization of such portable multimedia devices increases, the cases of sharing with other people are increasing. In particular, since the portable multimedia device has good mobility, the portability and mobility of the projector should also be good to increase the utilization of the portable multimedia device. Therefore, the necessity for the projector to be manufactured so small that it can be stored in the pocket to increase the portability is increasing.

레이저 광원을 사용하는 마이크로 프로젝터는 크게 조명 광학계와, 화상 표시패널과, 투사 광학계로 이루어진다. 조명 광학계는 G, R, B의 레이저 광원에서 나온 광 빔들을 균일한 광강도 분포로 화상 표시패널에 입사시키는 역할을 수행한다. 특히, 초소형의 마이크로 프로젝터의 공간을 효율적으로 사용하기 위해서는 광원에서 나온 광 빔들이 반사되어 굴절시킬 다이크로익 미러들이 필요하게 된다. 따라서, 상기 다이크로익 미러들을 간편하게 고정하고, 충격에도 흔들리지 않도록 견고하게 고정하는 홀딩 구조가 필요하다.A micro-projector using a laser light source largely consists of an illumination optical system, an image display panel, and a projection optical system. The illumination optical system serves to incident light beams from the G, R, and B laser light sources onto the image display panel with a uniform light intensity distribution. In particular, in order to efficiently use the space of a micromini projector, dichroic mirrors are required to reflect and refract light beams from a light source. Accordingly, there is a need for a holding structure for easily fixing the dichroic mirrors and firmly fixing the dichroic mirrors so as not to be shaken by impact.

본 발명은 초소형의 마이크로 프로젝터의 레이저 광원들에서 나온 광 빔들을 반사시키는 다이크로익 미러들을 간편하고, 견고하게 고정하는 다이크로익 미러 홀딩 구조 및 이를 구비한 마이크로 프로젝터를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a dichroic mirror holding structure for easily and firmly fixing dichroic mirrors for reflecting light beams from laser light sources of a micro projector, and a micro projector having the same. .

본 발명은 소정 파장 범위의 레이저 광을 반사시키는 다이크로익 미러가 안착되는 경사진 안착부를 지니는 하우징; 및 상기 다이크로익 미러를 상기 안착부쪽으로 밀착시키는 밀착 수단;을 포함하는 다이크로익 미러 홀딩 구조를 개시한다.The present invention provides a housing having an inclined seating portion on which a dichroic mirror reflecting laser light in a predetermined wavelength range is mounted; And a close means for closely contacting the dichroic mirror to the seating portion.

상기 안착부는 상기 하우징 내부의 측벽면에 형성되며, 상기 안착부는 상기 하우징의 측벽면으로부터 움푹 파여지게 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 하우징은 적어도 일부분이 개방된 상부면과 하부면을 지닌다.The seating portion is formed on the side wall surface of the inside of the housing, characterized in that the seating portion is formed to be recessed from the side wall surface of the housing. The housing has an upper surface and a lower surface at least partially open.

다이크로익 미러 홀딩 구조는 하우징의 하부면의 적어도 일부를 덮도록 상기 하우징에 결합되는 판 스프링을 더 포함한다. 또한, 다이크로익 미러 홀딩 구조는 상기 하우징에 결합되며, 상기 다이크로익 미러의 일측을 상기 안착부쪽으로 밀착시키는 홀더; 및 상기 판 스프링으로부터 연장되게 돌출하며, 상기 다이크로익 미러의 일측을 상기 안착부쪽으로 밀착시키는 밀착부;를 더 포함한다. 상기 밀착부는 다이크로익 미러를 상기 안착부쪽으로 밀착하도록 탄성적으로 절곡되어 있다.The dichroic mirror holding structure further includes a leaf spring coupled to the housing to cover at least a portion of the bottom surface of the housing. In addition, the dichroic mirror holding structure is coupled to the housing, the holder for close contact with one side of the dichroic mirror toward the seat; And an adhesion part protruding from the leaf spring to closely contact one side of the dichroic mirror toward the seating part. The close contact portion is elastically bent to closely contact the dichroic mirror toward the seating portion.

상기 구성에 의하여, 다이크로익 미러를 간편하고, 균일하고 견고하게 하우징에 고정할 수 있다. 따라서 마이크로 프로젝터에 진동이나 충격이 가해지더라도 흔들리지 않음으로써 조명 광학계의 안정성을 증가시킬 수 있다.By the above configuration, the dichroic mirror can be fixed to the housing simply, uniformly and firmly. Therefore, even if vibration or impact is applied to the micro-projector, the stability of the illumination optical system can be increased by not shaking.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 의하면, G, R, B의 레이저 광 빔을 출사하는 출사구가 하방을 향하도록 일렬로 배치된 광원들, 상기 각 광원들의 하방에 배치되고 상기 각 광 빔들의 폭을 조절하는 제1 내지 제3 포커싱 렌즈들, 상기 제1 내지 제3 포커싱 렌즈들의 하방에 배치되고 광 빔들이 후방으로 향하도록 약 90도 반사시키는 제1 내지 제3 다이크로익 미러들, 상기 반사된 광 빔들이 상방으로 향하도록 약 90도 반사시키는 반사 미러, 상기 상방을 향하는 각 광 빔의 광 강도 분포를 균일화 시키는 균일화 수단, 상기 균일화된 광 빔들 중 소정 방향의 편광만 후방을 향하도록 약 90도 반사시키는 PBS, 및 상기 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항의 다이크로익 미러 홀딩 구조를 포함하는 조명 광학계; 상기 조명 광학계에서 나온 G, R, B 광 빔들을 화상 신호에 따라 변조하여 화상을 형성하며, 상기 변조된 광 빔들을 180도 반사시키는 화상 표시패널; 및 상기 화상을 형성한 광 빔이 외부의 스크린에 투사되도록 일렬로 배치된 복수 개의 렌즈들을 구비하는 투사광학계; 를 포함하는 마이크로 프로젝터를 개시한다.In addition, according to another aspect of the invention, the light source is arranged in a row so that the exit port for emitting the laser light beam of G, R, B is directed downward, disposed below the respective light sources and the First to third focusing lenses for adjusting width, first to third dichroic mirrors disposed below the first to third focusing lenses and reflecting about 90 degrees so that the light beams are directed backward, the A reflecting mirror that reflects the reflected light beams about 90 degrees upwards, equalizing means for equalizing the light intensity distribution of each of the upwardly directed light beams, and only about a polarization in a predetermined direction of the uniformed light beams toward the rear An illumination optical system including a PBS reflecting 90 degrees and a dichroic mirror holding structure according to any one of claims 1 to 5; An image display panel which modulates G, R, and B light beams from the illumination optical system according to an image signal to form an image, and reflects the modulated light beams by 180 degrees; And a projection optical system having a plurality of lenses arranged in a line such that the light beam forming the image is projected onto an external screen; Disclosed is a micro-projector comprising a.

이하에서는, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings will be described in detail.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로 프로젝터의 개략적인 사시도이다. 마이크로 프로젝터는 전체적으로 육면체의 형상이며, 외부 스크린으로 광 빔이 출사되는 출사구가 프로젝터의 전면 상부에 배치된다. 그리고 프로젝터의 상면에는 프로젝터를 조작하기 위한 메뉴 버튼들이 배치된다. 도면에는 도시되지 않았으나, 휴대용 멀티미디어 기기로부터 화상 신호를 입력받는 입력 포트는 마이크로 프로젝터의 후면에 배치된다. 1 is a schematic perspective view of a micro projector according to an embodiment of the present invention. The micro-projector is generally in the shape of a cube, and an exit port through which the light beam is emitted to the external screen is disposed above the front of the projector. And menu buttons for operating the projector are arranged on the top of the projector. Although not shown in the drawing, an input port for receiving an image signal from a portable multimedia device is disposed at the rear of the micro projector.

도 2는 도 1에 도시된 마이크로 프로젝터의 측면에서 바라본 광학계의 개략적인 배치도이다. 도 2를 참고하면, 마이크로 프로젝터의 광학계는 크게 조명 광학계와 투사 광학계로 이루어져 있다. 조명 광학계(20)는 G 광원(21), R 광원(22), B 광원(23), 제1 내지 제3 포커싱 렌즈들(24, 25, 26), 제1 내지 제3 미러(27, 28, 29), 반사 미러(31), 균일화 수단(32, 33, 34), PBS(Polarizing Beam Splitter)(36), 및 화상 표시패널(40)을 포함한다. 투사 광학계(10)는 화상 표시패널(40)을 거쳐 나온 광 빔이 통과하는 일련의 렌즈들을 포함한다.FIG. 2 is a schematic layout view of an optical system viewed from the side of the micro projector shown in FIG. 1. Referring to FIG. 2, the optical system of the micro-projector is largely composed of an illumination optical system and a projection optical system. The illumination optical system 20 includes a G light source 21, an R light source 22, a B light source 23, first to third focusing lenses 24, 25 and 26, and first to third mirrors 27 and 28. 29, reflecting mirror 31, homogenizing means 32, 33, 34, polarizing beam splitter (PBS) 36, and image display panel 40. The projection optical system 10 includes a series of lenses through which a light beam exiting the image display panel 40 passes.

광원은 레이저 광원으로서, G 광원(21), R 광원(22), B 광원(23)을 가진다. 본 발명의 일 실시예에 따른 G 광원(21)은 다이오드 펌핑 고체상 레이저(Diode Pumping Solid State, DPSS)이며, R 광원(22) 및 B 광원(23)은 레이저 다이오드(Laser Diode, LD)이다. LD와 DPSS는 다른 레이저 광원에 비하여 크기가 작은 장점이 있다. DPSS에서 나오는 G 광 빔은 LD에 나오는 R 및 B 광 빔에 비하여 직 진성이 좋으므로 광 빔의 폭이 작다. 이러한 G, R, B 광 빔들의 폭을 소정 크기로 조절하기 위하여 제1, 제2, 제3 포커싱 렌즈(24, 25, 26)가 상기 G, R, B 광원(21, 22, 23)들의 하부에 배치된다.The light source has a G light source 21, an R light source 22, and a B light source 23 as a laser light source. The G light source 21 according to an embodiment of the present invention is a diode pumping solid state laser (DPSS), and the R light source 22 and the B light source 23 are laser diodes (LDs). LD and DPSS have the advantage of being smaller than other laser light sources. The G light beam coming out of the DPSS has a good linearity compared to the R and B light beams coming from the LD, so the width of the light beam is small. In order to adjust the widths of the G, R, and B light beams to a predetermined size, the first, second, and third focusing lenses 24, 25, and 26 may be configured to adjust the widths of the G, R, and B light sources 21, 22, and 23. It is placed at the bottom.

이때, 각 광원들은 G 광원(21), R 광원(22), B 광원(23)의 순서로 균일화 수단(35)으로부터 멀리 배치된다. 즉, G 광원(21)이 균일화 수단(35)으로 부터 가장 멀리 배치된다. 왜냐하면, 상대적으로 폭이 좁은 G 광 빔의 폭을 제1 포커싱 렌즈(24)를 이용하여 소정 크기로 넓히기에 충분한 진행거리를 확보하기 위함이다. 그리고, R 광 빔과 B 광 빔의 폭을 고려하였을 때 R 광 빔의 진행거리가 B 광 빔의 진행거리보다 커야 하기 때문에 R 광원(22)을 B 광원(23)보다 균일화수단으로부터 멀리 배치한다. 그러나, 상기 각 광원의 배치는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 채택할 광원의 종류에 따라 배치는 변경될 수 있음을 이해하여야 한다At this time, the respective light sources are arranged far from the homogenizing means 35 in the order of the G light source 21, the R light source 22, and the B light source 23. That is, the G light source 21 is disposed farthest from the homogenizing means 35. This is to ensure a sufficient travel distance to widen the width of the relatively narrow G light beam to a predetermined size using the first focusing lens 24. In consideration of the widths of the R light beam and the B light beam, since the traveling distance of the R light beam must be larger than the traveling distance of the B light beam, the R light source 22 is disposed farther from the equalizing means than the B light source 23. . However, it is to be understood that the arrangement of the light sources is not necessarily limited thereto, and the arrangement may be changed according to the type of light source to be adopted.

제1 내지 제3 포커싱 렌즈(24, 25, 26)의 하방에는 제1 내지 제3 미러(27, 28,29)가 각각 배치된다. 제1 미러(27)는 G 광 빔을 약 90도 만큼 시계 반대방향으로 반사시킨다. 즉, 하방으로 향하던 G 광 빔을 후방으로 향하게 한다. 제2 미러(28)는 다이크로익(dichroic) 미러로서, R 광 빔을 약 90도 만큼 후방으로 반사시키고, R 광 빔이외의 광 빔은 투과시킨다. 제3 미러(29)는 다이크로익 미러로서, B 광 빔을 약 90도 만큼 후방으로 반사시키고, B 광 빔이외의 광 빔은 투과시킨다. 그럼으로써 G 광원(21), R 광원(22), B 광원(23)으로부터 나온 G 광 빔, R 광 빔, B 광 빔은 모두 반사 미러(31)쪽으로 진행한다.First to third mirrors 27, 28, and 29 are disposed below the first to third focusing lenses 24, 25, and 26, respectively. The first mirror 27 reflects the G light beam counterclockwise by about 90 degrees. That is, the G light beam that has been directed downward is directed backward. The second mirror 28 is a dichroic mirror that reflects the R light beam backward by about 90 degrees and transmits light beams other than the R light beam. The third mirror 29 is a dichroic mirror, which reflects the B light beam backward by about 90 degrees and transmits light beams other than the B light beam. As a result, the G light beams, R light beams, and B light beams from the G light source 21, the R light source 22, and the B light source 23 all travel toward the reflection mirror 31.

제1 내지 제3 미러(27, 28, 29)의 종류는 상기 각 광원의 배치에 따라 변경 될 수 있다. 예를 들면, 각 광원들이 R 광원, B 광원, G 광원의 순서로 균일화 수단(35)으로부터 멀리 배치되어 있다면, R 광원의 하부에는 R 광 빔을 반사시키는 제1 미러가 배치되고, B 광원의 하부에는 B 광 빔만을 반사시키고 나머지 광 빔들은 투과시키는 다이크로익 미러가 배치되고, G 광원의 하부에는 G 광 빔만을 반사시키고 나머지 광 빔들은 투과시키는 다이크로익 미러가 배치될 것이다. Types of the first to third mirrors 27, 28, and 29 may be changed according to the arrangement of the respective light sources. For example, if each light source is disposed away from the homogenizing means 35 in the order of the R light source, the B light source, and the G light source, a first mirror for reflecting the R light beam is disposed below the R light source, A dichroic mirror that reflects only the B light beam and transmits the remaining light beams will be disposed below, and a dichroic mirror that reflects only the G light beam and transmits the remaining light beams will be disposed below the G light source.

이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 실시예에 따른 다이크로익 미러 홀딩 구조를 설명한다. 다이크로익 미러 홀딩 구조는 제1 미러(27), 제2 미러(28), 제3 미러(29) 및 반사 미러(31)를 수용하는 하우징(61)을 구비하고, 상기 하우징의 하부를 덮는 판 스프링(65)을 구비하며, 제2 미러(28)와 제3 미러(29)를 하우징(61)에 고정하는 밀착 수단을 구비한다. Hereinafter, the dichroic mirror holding structure according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 6. The dichroic mirror holding structure has a housing 61 for receiving a first mirror 27, a second mirror 28, a third mirror 29 and a reflection mirror 31, and covers a lower portion of the housing. The leaf spring 65 is provided, and the contact means which fixes the 2nd mirror 28 and the 3rd mirror 29 to the housing 61 is provided.

도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(61)은 그 상부와 하부가 개방되어 있다. 그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(61)의 내부 측벽에는 앞쪽으로부터 뒷쪽으로 제1 미러(27), 제2 미러(28), 제3 미러(29), 반사 미러(31)를 수용하기 위한 제1 내지 제4 안착부(61a, 61b, 61c, 61d)가 형성되어 있다. 제1 내지 제4 안착부(61a, 61b, 61c, 61d)는 하우징(61) 내부의 측벽면으로부터 움푹 파여지게 형성된다. As shown in FIG. 4, the housing 61 is open at its upper and lower portions. As shown in FIG. 5, the inner sidewall of the housing 61 accommodates the first mirror 27, the second mirror 28, the third mirror 29, and the reflective mirror 31 from the front side to the rear side. First to fourth seating portions 61a, 61b, 61c, and 61d are formed therein. The first to fourth seating portions 61a, 61b, 61c, and 61d are formed to be recessed from the side wall surface inside the housing 61.

제1 안착부(61a)에는 제1 미러(27)가 배치되고, 제2 안착부(61b)에는 제2 미러(28)인 다이크로익 미러가 배치되고, 제3 안착부(61c)에는 제3 미러(29)인 또 다른 다이크로익 미러가 배치되고, 제4 안착부(61d)에는 반사 미러(31)가 배치된다. 제1 내지 제3 안착부(61a, 61b, 61c)는 동일한 방향의 기울기를 가지는 반면, 제4 안착부(61d)는 90도 만큼 회전한 방향의 기울기를 가진다. 즉, 제1 내지 제3 안착부(61a, 61b, 61c)에 배치된 제1 내지 제3 미러(27, 28, 29)에 의하여 G, R, B 광 빔들의 각각은 직각 만큼 후방을 향하여 반사되고, 제4 안착부(61d)에 배치된 반사 미러(31)에 의하여 G, R, B 광 빔들은 모두 상방을 향하여 반사되어 진행한다. 상기 안착부들의 구체적인 기울기는 G, R, B 광 빔의 경로에 따라 결정된다.A first mirror 27 is disposed on the first seating portion 61a, a dichroic mirror, which is a second mirror 28, is disposed on the second seating portion 61b, and a first mirror 27 is disposed on the third seating portion 61c. Another dichroic mirror, which is the third mirror 29, is disposed, and the reflective mirror 31 is disposed on the fourth seating portion 61d. The first to third seating portions 61a, 61b, and 61c have inclinations in the same direction, while the fourth seating portion 61d has an inclination in a direction rotated by 90 degrees. That is, each of the G, R, and B light beams is reflected backward by the right angle by the first to third mirrors 27, 28, and 29 disposed on the first to third mounting portions 61a, 61b, and 61c. The G, R, and B light beams all reflect upwardly and travel by the reflection mirror 31 disposed on the fourth mounting portion 61d. The specific slopes of the seating portions are determined according to the paths of the G, R, and B light beams.

제1 미러(27)는 G 광 빔을 반사시키기만 하면 되고 투과시킬 필요는 없으므로 하우징(61)에 그 일면을 부착함으로써 고정시킬 수 있다. 이와 유사하게, 반사 미러(31)도 모든 광 빔들을 반사시키기만 하면 되고 투과시킬 필요는 없으므로 하우징(61)에 그 일면을 부착함으로써 고정시킬 수 있다.Since the first mirror 27 only needs to reflect the G light beam and does not need to be transmitted therethrough, the first mirror 27 can be fixed by attaching one surface to the housing 61. Similarly, the reflection mirror 31 can also be fixed by attaching one surface to the housing 61 since it only needs to reflect all the light beams and not need to transmit them.

반면, 제2 미러(28)와 제3 미러(29)에서는 반사와 투과가 모두 일어나기 때문에 그 일면을 하우징(61)에 부착함으로써 고정시키는 것이 용이하지 않다. 따라서, 본 발명에서는 제2 미러(28)와 제3 미러(29)를 하우징(61)에 고정하기 위해 밀착 수단을 사용한다. 밀착 수단의 일 실시예로서, 하우징(61)에 결합되고 제2 미러(28) 또는 제3 미러(29)의 하부측을 제2 안착부(61b) 또는 제3 안착부(61c)쪽으로 밀착시키는 홀더(62)가 사용될 수 있다. 홀더(62)는 도 5에 도시된 바와 같이 나사에 의하여 하우징(61)에 고정되며, 이를 위해 하우징(61)의 소정 위치에는 나사탭(61e, 61f)이 형성된다. On the other hand, since both reflection and transmission occur in the second mirror 28 and the third mirror 29, it is not easy to fix one surface by attaching it to the housing 61. Therefore, in the present invention, the contact means is used to fix the second mirror 28 and the third mirror 29 to the housing 61. As an embodiment of the contact means, it is coupled to the housing 61 and closes the lower side of the second mirror 28 or the third mirror 29 toward the second seat 61b or the third seat 61c. Holder 62 may be used. The holder 62 is fixed to the housing 61 by screws as shown in FIG. 5, and screw tabs 61e and 61f are formed at predetermined positions of the housing 61 for this purpose.

홀더(62)의 일측은 포크(fork) 형상으로 된 포크부이며, 포크부는 미러의 기울기에 맞추어 절곡되어 있다. 따라서, 홀더(62)를 관통한 나사(63)를 하우징(61)에 체결함에 따라 홀더(62)의 포크부가 다이크로익 미러(28, 29)의 하부를 제2 안 착부(61b)와 제3 안착부(61c)쪽으로 가압함으로써 다이크로익 미러(28, 29)를 하우징의 제2 안착부(61b)와 제3 안착부(61c)에 밀착시킨다. 도 6에는 홀더(63) 일측의 형상이 포크 형상인 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 보호범위는 이에 한정되지 아니하며, 당업자가 용이하게 변경할 수 있는 것도 포함됨은 물론이다.One side of the holder 62 is a fork portion having a fork shape, and the fork portion is bent in accordance with the inclination of the mirror. Accordingly, as the screw 63 penetrating the holder 62 is fastened to the housing 61, the fork portion of the holder 62 may be disposed at the lower portion of the dichroic mirrors 28 and 29 and the second seating portion 61b. The dichroic mirrors 28 and 29 are brought into close contact with the second seating part 61b and the third seating part 61c of the housing by pressing toward the third seating part 61c. 6, the shape of one side of the holder 63 is shown as a fork shape, but the protection scope of the present invention is not limited thereto, and it can be easily changed by those skilled in the art.

한편, 하우징(61)의 하부면에는 판 스프링(65)이 배치되고 결합된다. 판 스프링(65)의 전체적인 형상은 하우징(61)의 하부면을 덮도록 하우징(61) 하부의 형상에 대응된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 판 스프링(65)의 양 측에는 밀착부(65a, 65b)가 형성되어 있으며, 상기 밀착부(65a, 65b)는 판 스프링(65)으로부터 하우징(61)쪽으로 절곡되어 연장되며, 밀착부(65a, 65b)는 탄성을 가지도록 서로 마주 보는 방향으로 약간 절곡되어 있다. 제2 미러(28)와 제3 미러(29)를 하우징의 안착부(61b, 61c)에 배치시키고, 홀더(63)로 제2 미러(28)와 제3 미러(29)를 고정시킨다. 그 후, 도 4에 도시된 바와 같이, 판 스프링(65)으로 하우징(61)의 하부를 덮고, 체결 수단에 의하여 판 스프링(65)과 하우징(61)을 결합시킨다. 그러면, 판 스프링의 밀착부(65a, 65b)는 다이크로익 미러인 제2 미러(28)와 제3 미러(29)의 상부 2 곳을 안착부쪽(61b, 61c)으로 가압한다. 즉, 판 스프링(65)을 하우징(61)에 조립함에 따라 제2 미러(28)와 제3 미러(29)가 자연스럽게 밀착, 고정될 수 있다.On the other hand, the leaf spring 65 is disposed and coupled to the lower surface of the housing 61. The overall shape of the leaf spring 65 corresponds to the shape of the lower portion of the housing 61 to cover the lower surface of the housing 61. As shown in FIG. 6, contact portions 65a and 65b are formed at both sides of the leaf spring 65, and the contact portions 65a and 65b are bent toward the housing 61 from the leaf spring 65. The contact portions 65a and 65b are slightly bent in a direction facing each other to have elasticity. The second mirror 28 and the third mirror 29 are disposed on the seating portions 61b and 61c of the housing, and the second mirror 28 and the third mirror 29 are fixed by the holder 63. Then, as shown in FIG. 4, the leaf spring 65 covers the lower portion of the housing 61, and the leaf spring 65 and the housing 61 are coupled by the fastening means. Then, the close contact portions 65a and 65b of the leaf spring press the two upper portions of the second mirror 28 and the third mirror 29, which are dichroic mirrors, to the seating portions 61b and 61c. That is, as the leaf spring 65 is assembled to the housing 61, the second mirror 28 and the third mirror 29 may be closely adhered to and fixed to each other.

특히, 다이크로익 미러(28, 29)의 상부 2곳과 하부 2곳을 안착부(61b, 61c)쪽으로 가압함으로써 다이크로익 미러(28, 29)가 하우징(61)에 균일하고 고정된다. 또한, 판 스프링의 밀착부(65a, 65b)는 탄성적으로 절곡되어 제2 미러(28)와 제3 미러(29)를 하우징의 제2 안착부(61b)와 제3 안착부(61c)쪽으로 밀착시키기 때문에 견고하게 고정된다. 그 결과 마이크로 프로젝터에 충격이나 진동이 발생하더라도 조명 광학계(20)의 안정성이 보장될 수 있다.In particular, the dichroic mirrors 28 and 29 are uniformly fixed to the housing 61 by pressing the upper and lower portions of the dichroic mirrors 28 and 29 toward the seating portions 61b and 61c. In addition, the close contact portions 65a and 65b of the leaf spring are elastically bent to move the second mirror 28 and the third mirror 29 toward the second seating portion 61b and the third seating portion 61c of the housing. Because it adheres tightly, it is firmly fixed As a result, even if a shock or vibration occurs in the micro-projector, the stability of the illumination optical system 20 can be guaranteed.

G 광원(21)은 대략 원형의 형상을 가지며, 진행 방향에 수직한 단면에서 상하 방향으로 진동하는 편광이다. R 광원(22)은 타원형의 형상을 가지며, 진행 방향에 수직한 단면에서 상하 방향으로 진동하는 편광이다. B 광원(23)은 타원형의 형상을 가지며, 진행 방향에 수직한 단면에서 좌우 방향으로 진동하는 편광이다.The G light source 21 has a substantially circular shape and is polarized light which vibrates in the vertical direction in a cross section perpendicular to the advancing direction. The R light source 22 has an elliptical shape and is polarized light that vibrates in the vertical direction in a cross section perpendicular to the advancing direction. The B light source 23 has an elliptical shape and is polarized light that vibrates in left and right directions in a cross section perpendicular to the advancing direction.

그런데, 도 7에 도시된 바와 같이, PBS(36)에서 광 손실을 감소시키기 위해서는 마이크로 플라이 아이 렌즈(32)에 입사되는 광 빔의 편광이 진행 방향에 수직한 단면에서 상하 방향으로 진동하는 편광이어야 한다. 따라서, 좌우 방향의 B 광 빔의 편광을 상하 방향의 편광으로 변환할 필요가 있으며, 이를 위하여 B 광원(23)의 하방에는 λ/2 필터(half wave plate)(30)가 배치된다. 그럼으로써, G 광 빔, R 광 빔, B 광 빔의 편광은 모두 진행방향에 수직한 단면에서 상하 방향의 편광이 되어 PBS(36)에서의 광 손실을 줄일 수 있다.However, as shown in FIG. 7, in order to reduce the light loss in the PBS 36, the polarization of the light beam incident on the micro fly's eye lens 32 should be the polarization oscillating in the vertical direction in a cross section perpendicular to the traveling direction. do. Therefore, it is necessary to convert the polarization of the B light beam in the left and right directions to the polarization in the vertical direction. For this purpose, a λ / 2 filter (half wave plate) 30 is disposed below the B light source 23. Thereby, the polarization of the G light beam, the R light beam, and the B light beam is all the polarization in the vertical direction in the cross section perpendicular to the traveling direction, so that the light loss in the PBS 36 can be reduced.

G 광원(21), R 광원(22), B 광원(23)은 외부로부터 입력채널을 통하여 입력되는 화상 신호에 따라 후술할 제어부의 출력 신호에 연동하여 작동된다. 즉, G 광 빔, R 광 빔, B 광 빔은 제어부의 출력 신호에 의하여 G 광원(21), R 광원(22), B 광원(23)으로부터 출사된다.The G light source 21, the R light source 22, and the B light source 23 operate in conjunction with an output signal of a controller to be described later in accordance with an image signal input through an input channel from the outside. That is, the G light beam, the R light beam, and the B light beam are emitted from the G light source 21, the R light source 22, and the B light source 23 by the output signal of the controller.

반사 미러(31)는 각 광원으로부터 출사되어 제1 내지 제3 미러들(27, 28, 29) 각각에 반사되는 G 광 빔, R 광 빔, B 광 빔을 약 90도 만큼 시계 반대방향으 로 굴절시킨다. 즉, 후방으로 향하는 각 광 빔을 상방으로 향하게 한다. 이때, 반사 미러(31)는 G 광 빔, R 광 빔, B 광 빔을 모두 반사시키는 미러이다. 반사 미러(31)에서 반사된 각 광 빔은 균일화 수단(35)에 입사된다. The reflection mirror 31 counterclockwise the G light beam, the R light beam, and the B light beam emitted from each light source and reflected on each of the first to third mirrors 27, 28, and 29 by about 90 degrees. Refraction In other words, each light beam directed backward is directed upward. At this time, the reflection mirror 31 is a mirror that reflects all of the G light beam, the R light beam, and the B light beam. Each light beam reflected by the reflection mirror 31 is incident on the equalizing means 35.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 균일화 수단(35) 및 상기 균일화 수단(35)을 통과하는 광 빔의 경로를 도시하는 도면이다. 균일화 수단(35)의 일 실시예로서 마이크로 플라이 아이 렌즈(micro fly-eye lens)(32), 제4 포커싱 렌즈(33) 및 콜리메이션 렌즈(collimation lens)(34)가 사용된다. 마이크로 플라이 아이 렌즈(32)는 반사 미러(31)의 상방에 배치되며, 제4 포커싱 렌즈(33)는 마이크로 플라이 아이 렌즈(32) 상방에 배치되며, 콜리메이션 렌즈(34)는 제4 포커싱 렌즈(33)의 상방에 배치된다. FIG. 7 is a view showing the equalizing means 35 and the path of the light beam passing through the equalizing means 35 according to an embodiment of the present invention. As an embodiment of the homogenizing means 35 a micro fly-eye lens 32, a fourth focusing lens 33 and a collimation lens 34 are used. The micro fly's eye lens 32 is disposed above the reflection mirror 31, the fourth focusing lens 33 is disposed above the micro fly's eye lens 32, and the collimation lens 34 is the fourth focusing lens. It is arrange | positioned above 33.

각 광 빔은 마이크로 플라이 아이 렌즈(32)의 유효영역 전체로 정확히 입사되어야 한다. 이것은 각 광원의 하방에 배치된 포커싱 렌즈(24, 25, 26)들을 조절함으로써 달성될 수 있다.Each light beam must be accurately incident on the entire effective area of the micro fly's eye lens 32. This can be achieved by adjusting the focusing lenses 24, 25, 26 disposed below each light source.

마이크로 플라이 아이 렌즈(32)에 입사되는 광 빔의 광 강도 분포는 도 7에 도시된 바와 같이 중심부에서 크고, 주변부에서 작다. 입사된 광 빔은 마이크로 플라이 아이 렌즈(32)에 의하여 분할된다. 분할된 각 광 빔은 제4 포커싱 렌즈(33)를 통과하면서 콜리메이션 렌즈(34) 전체에 걸쳐 입사된다. 즉, 중심부 및 양 주변부에서 분할된 광 빔들이 제4 포커싱 렌즈(33)에 의하여 모두 콜리메이션 렌즈(34) 전체에 걸쳐 입사됨으로써 콜리메이션 렌즈(34)를 통과하는 광 빔의 광 강도 분포를 전체적으로 균일해 진다. 따라서, PBS(36)에 입사되는 광 빔의 광 강 도 분포는 균일해진다.The light intensity distribution of the light beam incident on the micro fly's eye lens 32 is large at the center and small at the periphery as shown in FIG. 7. The incident light beam is split by the micro fly's eye lens 32. Each divided light beam is incident across the collimation lens 34 while passing through the fourth focusing lens 33. That is, since the light beams split at the center and both peripheral parts are all incident through the collimation lens 34 by the fourth focusing lens 33, the light intensity distribution of the light beam passing through the collimation lens 34 as a whole. Become uniform. Therefore, the light intensity distribution of the light beam incident on the PBS 36 becomes uniform.

본 발명에서는 균일화 수단(35)이 마이크로 플라이 아이 렌즈(32)를 구비하고 있으나, 이와 달리 DOE(diffraction optical element)(미도시)를 구비할 수 있다. In the present invention, the homogenizing means 35 is provided with a micro fly's eye lens 32, but may be provided with a diffraction optical element (DOE).

화상 표시패널(40)은 외부로부터 입력된 화상 신호에 따라 광 빔을 변조하여 화상을 형성하는 역할을 한다. 화상 표시패널(40)의 예로서, DMD(Digital Micromirror Display) 패널, LCD 패널, LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 패널, 회절 광학 표시 소자등이 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화상 표시패널(40)은 LCoS 패널이다. The image display panel 40 serves to form an image by modulating a light beam according to an image signal input from the outside. As an example of the image display panel 40, a digital micromirror display (DMD) panel, an LCD panel, a liquid crystal on silicon (LCoS) panel, a diffractive optical display element, or the like can be used. The image display panel 40 according to an embodiment of the present invention is an LCoS panel.

도면에는 도시되지 않았으나, LCoS 패널은 ITO 유리(indium tin oxide glass), 액정, 알루미늄 픽셀, 및 CMOS 기판을 구비한다. ITO 유리를 통하여 입사한 광은 각 픽셀의 액정의 분자 배열에 따라 편광 방향을 90도 회전한 상태로 반사되어 나오기도 하고, 편광 방향을 유지한 상태로 반사되어 나오기도 한다. 그리고 액정의 분자 배열은 CMOS 기판을 통하여 각 픽셀의 전극들에 인가되는 전압에 따라 제어된다. 즉, 제어부가 외부로부터 입력된 화상 신호에 대응하여 특정 픽셀에 전압을 인가하고, 상기 전압의 인가 여부에 따라 특정 픽셀에 대응하는 액정의 분자 배열이 바뀌면서 광 빔의 편광 방향이 제어된다.Although not shown in the figure, an LCoS panel includes indium tin oxide glass, liquid crystal, aluminum pixels, and a CMOS substrate. Light incident through the ITO glass may be reflected by rotating the polarization direction by 90 degrees according to the molecular arrangement of the liquid crystal of each pixel, or may be reflected by keeping the polarization direction. The molecular arrangement of the liquid crystal is controlled according to the voltage applied to the electrodes of each pixel through the CMOS substrate. That is, the controller applies a voltage to a specific pixel in response to an image signal input from the outside, and the polarization direction of the light beam is controlled by changing the molecular arrangement of the liquid crystal corresponding to the specific pixel according to whether the voltage is applied.

LCoS 패널(40)은 투과형 LCD와 달리 액정을 통하여 입사된 광 빔이 반사되어 다시 출사된다. 즉, CMOS를 투과하지 않기 때문에 개구율이 높다. 따라서 LCoS 패널(40)은 투과형 LCD에 비해 광 투과율이 높고, 휘도가 좋다.Unlike the transmissive LCD, the LCoS panel 40 reflects the light beam incident through the liquid crystal and exits again. In other words, the aperture ratio is high because it does not transmit through CMOS. Therefore, the LCoS panel 40 has a higher light transmittance and a higher luminance than a transmissive LCD.

도 8a 내지 8c를 참조하여 PBS(36)와 화상 표시패널(40)이 균일화 수단(35)으로부터 나온 각 광 빔을 투사 광학계(10)로 진행시키는 동작 원리를 설명한다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 균일화된 광 강도를 가지고 진행방향에 수직한 단면에서 상하 방향으로 진동하는 편광을 가진 각 광 빔들이 PBS(36)에 입사된다. PBS(36)는 균일화 수단(35)을 통하여 나온 광 빔들 중 소정 방향의 편광, 본 발명의 실시예의 경우 광 빔의 진행방향에 수직한 단면에서의 상하 방향으로 진동하는 편광만 약 90도 만큼 시계 방향으로 반사시킨다. 즉, 상하 방향으로 진동하는 편광만 후방으로 향하게 하고, 나머지 편광은 투과시킨다. 반사된 상하 방향으로 진동하는 편광은 화상 표시패널(40)로 입사한다. 8A to 8C, the operation principle of advancing each light beam from the PBS 36 and the image display panel 40 to the projection optical system 10 will be described. As shown in Fig. 8A, each of the light beams having uniform light intensity and polarized light oscillating in the vertical direction in the cross section perpendicular to the advancing direction is incident on the PBS 36. The PBS 36 has only about 90 degrees of polarized light oscillating in a predetermined direction among the light beams emitted through the homogenizing means 35 and in the vertical direction in the cross section perpendicular to the traveling direction of the light beam in the embodiment of the present invention. Reflect in the direction. That is, only the polarization oscillating in the vertical direction is directed backward, and the remaining polarization is transmitted. The polarized light vibrating in the reflected vertical direction is incident on the image display panel 40.

도 8b에 도시된 바와 같이, 화상 표시패널(40)의 픽셀 중 암 상태(black state)인 픽셀에 입사하는 광 빔은 편광 방향을 동일하게 유지한 상태로 화상 표시패널(40)에 반사되어 나온다. 그 결과, 다시 PBS(36)에 반사되므로 투사 광학계(10)쪽으로 광 빔이 진행되지 못한다. 따라서 암 상태인 픽셀에 대응하는 외부 스크린에는 G, R, B 광이 형성되지 않는다.As shown in FIG. 8B, the light beam incident on the black state pixel among the pixels of the image display panel 40 is reflected on the image display panel 40 while maintaining the same polarization direction. . As a result, since the light is reflected back to the PBS 36, the light beam does not proceed toward the projection optical system 10. Therefore, G, R, and B light are not formed in the external screen corresponding to the pixel in the dark state.

도 8c에 도시된 바와 같이, 화상 표시패널(40)의 픽셀 중 명 상태(white state)인 픽셀에 입사하는 광 빔은 편광 방향이 90도 회전된 상태로 화상 표시패널(40)에 반사되어 나온다. 그 결과, 반사되어 나온 광 빔은 진행방향에 수직한 단면에서의 좌우 방향으로 진동하는 편광이므로 PBS(36)를 투과하여 투사 광학계(10)쪽으로 광 빔이 진행된다. 따라서 명 상태인 픽셀에는 대응하는 외부 스크린에는G, R, B 광이 형성된다.As shown in FIG. 8C, the light beam incident on the white state pixel among the pixels of the image display panel 40 is reflected on the image display panel 40 with the polarization direction rotated 90 degrees. . As a result, since the reflected light beam is polarized light oscillating in the left and right direction in the cross section perpendicular to the traveling direction, the light beam passes through the PBS 36 and travels toward the projection optical system 10. Therefore, G, R, and B light are formed on the external screen corresponding to the pixel in the bright state.

이때, 전압이 인가된 픽셀이 명 상태가 되도록 설정할 수도 있으며, 이와 달리 전압이 인가된 픽셀이 암 상태가 되도록 설정할 수도 있다.In this case, the pixel to which the voltage is applied may be set to a bright state. Alternatively, the pixel to which the voltage is applied may be set to a dark state.

한편, 균일화 수단(35)을 통과한 광 빔은 원칙적으로 PBS(36)의 입사면(36a)에 수직하게 입사되어야 한다. 그러나 실제로는 입사면(36a)에 수직하지 않은 스큐 레이(skew ray)가 발생하게 되고, 이 스큐 레이는 PBS(36)의 반사면(36b)에서 편광 방향이 약간 회전한 상태로 반사되어 나온다. 이를 보정하기 위하여, PBS(36)와 화상 표시패널(40) 사이의 광 빔 경로에는 λ/4 필터(37)가 추가적으로 배치될 수 있다. On the other hand, the light beam that has passed through the homogenizing means 35 should be incident perpendicularly to the incident surface 36a of the PBS 36 in principle. However, in reality, a skew ray that is not perpendicular to the incident surface 36a is generated, and the skew ray is reflected from the reflective surface 36b of the PBS 36 with the polarization direction slightly rotated. To correct this, a λ / 4 filter 37 may be additionally disposed in the light beam path between the PBS 36 and the image display panel 40.

또한, PBS(36)와 투사 광학계(10) 사이에는 편광자(polarizer)(38)가 추가적으로 배치될 수 있다. 편광자(38)는 광 빔의 진행방향에 수직한 단면에서 좌우 방향으로 진동하는 편광만 통과시킨다. 즉, 원하는 편광 이외의 편광을 걸러준다. 따라서, λ/4 필터(37) 및/또는 편광자(38)는 화상의 콘트라스트(contrast)를 개선해준다.In addition, a polarizer 38 may be additionally disposed between the PBS 36 and the projection optical system 10. The polarizer 38 passes only the polarization oscillating in the left and right directions in the cross section perpendicular to the traveling direction of the light beam. That is, it filters out polarization other than desired polarization. Thus, the λ / 4 filter 37 and / or polarizer 38 improves the contrast of the image.

지금까지는, 화상 표시패널(40)로서 반사형 화상 표시패널(40)에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예로서 투과형 화상 표시패널, 예를 들면 투과형 LCD 패널이 사용될 수 있다. Up to now, although the reflective image display panel 40 has been described as the image display panel 40, a transmissive image display panel, for example, a transmissive LCD panel, may be used as another embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 프로젝터(1)는 상기한 조명 광학계(20)와 투사 광학계(10) 외에 제어부(미도시)와 방열부(50)를 더 구비한다. 제어부는 외부로부터 입력되는 화상 신호에 따라 G 광원(21), R 광원(22), B 광원(23)의 동작을 제어하고, 화상 표시패널(40)의 동작을 제어한다. 방열부(50)는 G 광원(21), R 광원(22), B 광원(23)에서 발생된 열을 방출하는 역할을 수행한다. 이를 위하여, 방열부는 G 광원(21), R 광원(22), B 광원(23)을 둘러싸도록 구성되며, 방열 면적을 늘리기 위하여 방열부의 표면에는 방열핀들이 구비된다. The micro-projector 1 according to an embodiment of the present invention further includes a control unit (not shown) and a heat dissipation unit 50 in addition to the illumination optical system 20 and the projection optical system 10. The controller controls the operations of the G light source 21, the R light source 22, and the B light source 23 according to the image signal input from the outside, and controls the operation of the image display panel 40. The heat dissipation unit 50 serves to discharge heat generated by the G light source 21, the R light source 22, and the B light source 23. To this end, the heat dissipation unit is configured to surround the G light source 21, the R light source 22, and the B light source 23, and heat dissipation fins are provided on the surface of the heat dissipation unit to increase the heat dissipation area.

이어서 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로 프로젝터(1)가 외부 스크린에 화상을 확대 투사하는 과정을 설명한다.Next, a process of magnifying and projecting an image on an external screen by the micro-projector 1 according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.

마이크로 프로젝터(1)가 그 입력 포트를 통하여 외부 멀티미디어 기기와 연결 되면, 멀티미디어 기기로부터 나온 화상 신호가 마이크로 프로젝터의 제어부에 입력된다. 제어부는 입력된 화상 신호에 따라 화상 표시패널(40)을 제어한다. 그러면, 화상을 형성하기 위해 동작되어야 하는 특정 픽셀에 대응하는 액정(42)의 배열이 변화된다. 한편, G 광원(21), R 광원(22), B 광원(23)은 제어부에 의하여 화상 표시패널(40)과 연동되어 작동되고, 각 광원(21, 22, 23)으로부터 G 광 빔, R 광 빔, B 광 빔이 순차적으로 출사된다. When the micro projector 1 is connected to an external multimedia device through its input port, the image signal from the multimedia device is input to the control unit of the micro projector. The control unit controls the image display panel 40 in accordance with the input image signal. Then, the arrangement of the liquid crystals 42 corresponding to the specific pixels to be operated to form the image is changed. On the other hand, the G light source 21, the R light source 22, and the B light source 23 are operated in conjunction with the image display panel 40 by the control unit, and the G light beam, R from each light source 21, 22, 23 is operated. The light beam and the B light beam are sequentially emitted.

각 광 빔은 제1 내지 제3 포커싱 렌즈(24, 25, 26)를 각각 통과하고, 제1 내지 제3 미러(27, 28, 29)에서 각각 반사되어 반사 미러(31)에서 입사된다. 반사 미러(31)에 반사된 각 광 빔은 균일화 수단(35)에 의하여 균일한 광 강도를 가지게 된다. 균일한 광 강도를 가진 각 광 빔은 PBS(36)에서 소정 방향의 편광만 반사되어 LCoS와 같은 반사형 화상 표시패널(40)로 입사된다. Each light beam passes through the first to third focusing lenses 24, 25, 26, respectively, and is reflected by the first to third mirrors 27, 28, 29, respectively, and is incident on the reflection mirror 31. Each light beam reflected by the reflection mirror 31 has a uniform light intensity by the equalizing means 35. Each light beam having a uniform light intensity is incident on the reflective image display panel 40 such as LCoS by reflecting only polarized light in a predetermined direction in the PBS 36.

LCoS(40)에서 화상 신호에 따라 특정 셀들에 입사된 광 빔들은 편광 방향이 90도 회전한 상태로 정반대 방향으로 반사되어 PBS(36) 통과하고, 투사 광학계(10)로 입사된다. 입사된 각 광 빔은 투사 광학계(10)를 통과하면서 확대되고, 그럼으 로써 외부 스크린에 확대된 화상이 투사된다. 이때, 외부 스크린에는 G 광 빔, R 광 빔, B 광 빔은 극히 짧은 시간에 순차적으로 투사된다. 즉, 외부 스크린에는 G 화상, R 화상, B 화상이 극히 짧은 시간 간격으로 순차적으로 투사된다. 그 결과 투사된 R 화상, G 화상, B 화상이 중첩됨으로써 하나의 화상을 형성한다. 또한, 이와 같이 형성된 각 화상이 연속적으로 투사됨으로써 움직이는 영상이 형성된다.The light beams incident on the specific cells according to the image signal in the LCoS 40 are reflected in the opposite directions with the polarization direction rotated by 90 degrees, passing through the PBS 36, and incident on the projection optical system 10. Each incident light beam is magnified while passing through the projection optical system 10, thereby projecting the magnified image onto the external screen. At this time, the G light beam, the R light beam, and the B light beam are sequentially projected on the external screen in a very short time. That is, G images, R images, and B images are sequentially projected on the external screen at extremely short time intervals. As a result, the projected R image, G image, and B image are superimposed to form one image. In addition, a moving image is formed by successively projecting each image thus formed.

본 발명의 마이크로 프로젝터는 상기한 다이크로익 미러 홀딩 구조를 채용하고, 다이크로익 미러 홀딩 구조는 홀더와 판 스프링의 절곡된 밀착부를 이용하여 다이크로익 미러를 하우징의 안착부쪽으로써 가압함으로써 다이크로익 미러를 간편하고, 균일하고 견고하게 하우징에 고정할 수 있다. 따라서 마이크로 프로젝터에 진동이나 충격이 가해지더라도 흔들리지 않음으로써 조명 광학계의 안정성을 증가시킬 수 있다.The micro-projector of the present invention adopts the dichroic mirror holding structure described above, and the dichroic mirror holding structure uses the dichroic mirror by pressing the dichroic mirror toward the seating portion of the housing using the bent contact portion of the holder and the leaf spring. The blade mirror can be fixed to the housing simply, uniformly and firmly. Therefore, even if vibration or impact is applied to the micro-projector, the stability of the illumination optical system can be increased by not shaking.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (9)

소정 파장 범위의 레이저 광을 반사시키는 다이크로익 미러가 안착되는 경사진 안착부를 지니는 하우징; 및A housing having an inclined seating portion on which a dichroic mirror reflecting laser light in a predetermined wavelength range is mounted; And 상기 다이크로익 미러를 상기 안착부쪽으로 밀착시키는 밀착 수단;을 포함하는 다이크로익 미러 홀딩 구조.Dichroic mirror holding structure comprising a; close contact means for close contact with the dichroic mirror toward the seating portion. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 안착부는 상기 하우징 내부의 측벽면에 형성되며, 상기 안착부는 상기 하우징의 측벽면으로부터 움푹 파여지게 형성된 다이크로익 미러 홀딩 구조.The seating portion is formed on the side wall surface of the inside of the housing, the seating portion is a dichroic mirror holding structure formed to be recessed from the side wall surface of the housing. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 다이크로익 미러가 상기 안착부에 균일하게 밀착되도록 상기 밀착 수단은 상기 다이크로익 미러의 적어도 세 부분을 가압하는 다이크로익 미러 홀딩 구조.And the contact means presses at least three portions of the dichroic mirror so that the dichroic mirror is in uniform contact with the seating portion. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 하우징은 적어도 일부분이 개방된 상부면과 하부면을 지니며,The housing has an upper surface and a lower surface at least partially open, 상기 하우징의 하부면의 적어도 일부를 덮도록 상기 하우징에 결합되는 판 스프링을 더 포함하는 다이크로익 미러 홀딩 구조.And a leaf spring coupled to the housing to cover at least a portion of the lower surface of the housing. 제4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 하우징에 결합되며, 상기 다이크로익 미러의 일측을 상기 안착부쪽으로 밀착시키는 홀더; 및A holder coupled to the housing and closely contacting one side of the dichroic mirror toward the seating part; And 상기 판 스프링으로부터 연장되게 돌출하며, 상기 다이크로익 미러의 일측을 상기 안착부쪽으로 밀착시키는 밀착부;를 더 포함하는 다이크로익 미러 홀딩 구조.And a close contact portion protruding from the leaf spring and closely contacting one side of the dichroic mirror toward the seating portion. 제5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 밀착부는 다이크로익 미러를 상기 안착부쪽으로 밀착하도록 탄성적으로 절곡되어 있는 다이크로익 미러 홀딩 구조.And the close contact portion is elastically bent to closely contact the dichroic mirror toward the seating portion. G, R, B의 레이저 광 빔을 출사하는 출사구가 하방을 향하도록 일렬로 배치된 광원들, 상기 각 광원들의 하방에 배치되고 상기 각 광 빔들의 폭을 조절하는 제1 내지 제3 포커싱 렌즈들, 상기 제1 내지 제3 포커싱 렌즈들의 하방에 배치되고 광 빔들이 후방으로 향하도록 약 90도 반사시키는 제1 내지 제3 미러들, 상기 반사된 광 빔들이 상방으로 향하도록 약 90도 반사시키는 반사 미러, 상기 상방을 향하는 각 광 빔의 광 강도 분포를 균일화 시키는 균일화 수단, 상기 균일화된 광 빔들 중 소정 방향의 편광만 후방을 향하도록 약 90도 반사시키는 PBS, 및 상기 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항의 다이크로익 미러 홀딩 구조를 포함하는 조명 광학계;Light sources arranged in a row such that the exit holes emitting the G, R, and B laser beams face downward, and first to third focusing lenses disposed below the respective light sources and adjusting the widths of the respective light beams. For example, first to third mirrors disposed below the first to third focusing lenses and reflecting about 90 degrees so that the light beams are directed backward, and reflecting about 90 degrees so that the reflected light beams are directed upward. A reflection mirror, homogenization means for equalizing the light intensity distribution of each of the upwardly directed light beams, a PBS for reflecting about 90 degrees so that only polarization in a predetermined direction of the uniformed light beams is directed backwards, and the first to fifth points An illumination optical system comprising the dichroic mirror holding structure of claim 1; 상기 조명 광학계에서 나온 G, R, B 광 빔들을 화상 신호에 따라 변조하여 화상을 형성하며, 상기 변조된 광 빔들을 180도 반사시키는 화상 표시패널; 및An image display panel modulating the G, R, and B light beams from the illumination optical system according to an image signal to form an image, and reflecting the modulated light beams by 180 degrees; And 상기 화상을 형성한 광 빔이 외부의 스크린에 투사되도록 일렬로 배치된 복수 개의 렌즈들을 구비하는 투사광학계;를 포함하는 마이크로 프로젝터.And a projection optical system including a plurality of lenses arranged in a line such that the light beam forming the image is projected onto an external screen. 제7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 화상 표시패널은 LCoS(liquid crystal on Silicon)인 마이크로 프로젝터.And the image display panel is a liquid crystal on silicon (LCoS). 제7 항에 있어서, 상기 균일화 수단은, The method of claim 7, wherein the equalizing means, 상기 반사 미러와 상기 PBS 사이의 광 빔 경로상에 배치되며, 상기 반사 미러에 반사된 각 G, R, B 광 빔들을 분할하는 마이크로 플라이 아이 렌즈(micro fly-eye lens); 및 A micro fly-eye lens disposed on an optical beam path between the reflective mirror and the PBS, the micro fly-eye lens splitting the respective G, R, and B light beams reflected by the reflective mirror; And 상기 마이크로 플라이 아이 렌즈와 상기 PBS 사이의 광 빔 경로상에 배치되며, 상기 분할된 광 빔을 집광하여 상기 PBS에 입사되는 광 빔의 광강도 분포를 균일화시키는 제4 포커싱 렌즈와 콜리메이션 렌즈;를 포함하는 마이크로 프로젝터.A fourth focusing lens and a collimation lens disposed on a light beam path between the micro fly's eye lens and the PBS and condensing the split light beam to equalize the light intensity distribution of the light beam incident on the PBS; Including micro projector.
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