KR20110103109A - A 3d-projection optical engine using lcos image panel - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프로젝션 입체투사광학엔진에 관한 것으로서, 특히 복수의 반사형 실리콘액정패널(LCOS : Liquid Crystal on Silicon)과, 편광빔분리기((PBS : Polarizing Beam Splitter)를 이용하여 양쪽 편광의 빛을 모두 사용하여 광량향상을 이루면서 입체영상을 획득하는 입체투사광학엔진에 관한 것이다. 구성은 광원은 램프 혹은 백색광 발광다이오드 또는 적,녹,청 발광다이오드로 형성되고, 상기 편광빔분리기는 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기로 2개가 배치되며, 상기 편광빔분리기의 주변으로는 입사되는 조명광을 투과 또는 반사시켜 적색광,녹색광,청색광을 단색광으로 분리하여 색순도를 높이는 복수개의 컬러필터가 배치되고, 상기 편광빔분리기 또는 컬러필터의 주변으로는 상기 실리콘액정패널이 복수개로 배치되어, 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection stereo-optic optical engine, and in particular, a plurality of reflective silicon liquid crystal panels (LCOS) and a polarizing beam splitter (PBS: polarizing beam splitter) to light both polarized light. The present invention relates to a three-dimensional projection optical engine for acquiring a three-dimensional image while improving light quantity by using a light source, wherein the light source is formed of a lamp or a white light emitting diode or a red, green, and blue light emitting diode. And a second polarization beam splitter, and a plurality of color filters are disposed around the polarization beam splitter to separate red light, green light, and blue light into monochromatic light to transmit or reflect incident illumination light, thereby increasing color purity. A plurality of silicon liquid crystal panels are arranged around the polarization beam separator or the color filter to capture the left and right images transmitted or reflected. It accommodates both, and changes the polarization direction to reflect, so as not to discard the left and right polarization to use both, it is characterized in that to ensure a double light amount.

Description

엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진{A 3D-projection optical engine using LCOS image panel}A 3D-projection optical engine using LCOS image panel}

본 발명은 프로젝션 입체투사광학엔진에 관한 것으로서, 특히 복수의 반사형 실리콘액정패널(LCOS : Liquid Crystal on Silicon)과, 편광빔분리기((PBS : Polarizing Beam Splitter)를 이용하여 양쪽 편광의 빛을 모두 사용하여 광량향상을 이루면서 입체영상을 획득하는 입체투사광학엔진에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection stereo-optic optical engine, and in particular, a plurality of reflective silicon liquid crystal panels (LCOS) and a polarizing beam splitter (PBS: polarizing beam splitter) to light both polarized light. It relates to a three-dimensional projection optical engine to obtain a three-dimensional image while improving the amount of light using.

일반적으로, 프로젝션 TV나 프로젝터에는 시청자에게 최종적으로 투사되는 이미지의 광을 형성하는 프로젝션 투사광학엔진이 채용되고 있고, 이러한 투사광학엔진은 형성할 이미지에 대한 정보를 수신하여 프로젝션 TV와 같은 내부의 스크린이나 프로젝터와 같은 외부의 스크린으로 투사할 이미지를 형성하며, 크게 색분리와 색합성을 위한 구성을 포함하는 조명광학계와 투사광학계 등으로 형성된다.In general, a projection projection engine is employed in a projection TV or a projector to form light of an image that is ultimately projected to a viewer, and such projection optical engine receives information about an image to be formed, and then displays an internal screen such as a projection TV. It forms an image to be projected to an external screen such as a projector, and is largely formed of an illumination optical system and a projection optical system including a configuration for color separation and color synthesis.

상기와 같은 광학엔진에 사용되는 광변조(Spatial Light Modulator) 소자는 투과형 액정디스플레이(LCD : Liquid Crystal Display)패널, 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD : Digital Micromirror Device) 소자 및 반사형 액정소자의 일종인 실리콘액정패널(LCOS : Liquid Crystal on Silicon) 등이 있다.The Spatial Light Modulator (Spatial Light Modulator) device used in such an optical engine is a kind of a transparent liquid crystal display (LCD) panel, a digital micromirror device (DMD) device, and a silicon of a reflective liquid crystal device. Liquid crystal panel (LCOS: Liquid Crystal on Silicon).

상기 광변조 소자들 중, 실리콘액정패널(LCOS)은 액정디스플레이(LCD)와 디지털마이크로미러디바이스(DMD) 소자에 비해 구동이 간단하고 가격이 저렴한 특징이 있다.Among the optical modulation elements, the silicon liquid crystal panel (LCOS) is characterized in that the driving is simpler and cheaper than the liquid crystal display (LCD) and the digital micromirror device (DMD).

종래의 실리콘액정패널(LCOS) 소자를 이용한 광학엔진(100)의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 광을 생성하는 램프 등으로 이루어지는 광원(110)과; 상기 광원(110)의 전방측에 형성되어 출사되는 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드(120)와; 상기 글라스로드(120)의 전방 측에 형성되어 진행하는 균일한 광을 조명하는 조명렌즈(130)와; 상기 조명렌즈(130)의 일측으로 형성되어 입사되는 조명광의 편광 성분에 대해 반사 또는 투과시켜 녹색광(G), 적색광(R), 청색광(B)의 편광으로 분리시키는 편광빔분리기(Polarizing Beam Splitter)(140) 즉, 제1,2,3,4 편광빔분리기(141),(142),(143),(144)와; 상기 편광빔분리기(140)의 주변으로 형성되어 적색광, 녹색광, 청색광의 순도를 높이기 위한 컬러필터(150) 즉, 제1편광빔분리기(141)의 측부분으로 형성되어 입사되는 적색광(R), 녹색광(G)의 순도를 높이기 위한 제1컬러필터(151)와, 상기 제1편광빔분리기(141)의 타측부분과 제4편광빔분리기(144)의 일측부분 사이 및, 상기 제3편광빔분리기(143)의 일측부분과 제4편광빔분리기(144)의 타측부분 사이에 형성되어 투과하는 적색광과 청색광의 순도를 높이기 위한 제2컬러필터(152) 및, 제3컬러필터(153)와, 상기 제2편광빔분리기(142)와 제4편광빔분리기(144)의 측부분으로 형성되어 반사 또는 투과에 의해 분리된 적색광, 녹색광, 청색광을 영상신호로 형성하는 적색광용실리콘액정패널(161), 녹색광용실리콘액정패널(162), 청색광용실리콘액정패널(163)로 이루어지는 실리콘액정패널(160)과; 상기 제3편광빔분리기(143)를 통해 진행하는 영상신호를 스크린(180)에 투사하는 투사렌즈(170); 를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, a structure of an optical engine 100 using a conventional silicon liquid crystal panel (LCOS) device includes a light source 110 including a lamp for generating light; A glass rod (120) formed at the front side of the light source (110) to uniformly form a plurality of total reflections; An illumination lens 130 formed at the front side of the glass rod 120 to illuminate the uniform light that proceeds; A polarizing beam splitter formed by one side of the illumination lens 130 to reflect or transmit polarization components of incident illumination light to be separated into polarized light of green light (G), red light (R), and blue light (B). 140, ie, first, second, third and fourth polarization beam splitters 141, 142, 143, and 144; Red light (R) formed around the polarization beam separator 140 and formed as a side portion of the color filter 150, ie, the first polarization beam separator 141, to increase the purity of red light, green light, and blue light, Between the first color filter 151 for increasing the purity of the green light G, between the other side of the first polarization beam separator 141 and one side of the fourth polarization beam separator 144, and the third polarization beam A second color filter 152 and a third color filter 153 formed between one side of the separator 143 and the other side of the fourth polarization beam separator 144 to increase the purity of the transmitted red and blue light; The red light silicon liquid crystal panel 161 is formed as a side portion of the second polarization beam separator 142 and the fourth polarization beam separator 144 and forms red, green, and blue light separated by reflection or transmission as an image signal. ), A silicon composed of a green light silicon liquid crystal panel 162 and a blue light silicon liquid crystal panel 163. The liquid crystal panel 160, and; A projection lens 170 for projecting an image signal traveling through the third polarization beam splitter 143 onto the screen 180; It is made, including.

그러나, 이와 같은 광학엔진은 2차원 영상을 구현하기 위한 광학계이고, 또 최초 조명광이 입사되면 제1편광빔분리기에서 한쪽 편광의 녹색광은 반사되고 다른 편광의 적색광과 청색광은 투과되어, 녹색광은 제2편광빔분리기에서 반사 후 녹색광용실리콘액정패널에서 영상정보를 가지고 반사 후 편광 방향이 바뀌어 제2편광빔분리기와 제3편광빔분리기를 투과하여 투사렌즈를 통하여 스크린에 확대 결상된다.However, such an optical engine is an optical system for realizing a two-dimensional image, and when the first illumination light is incident, green light of one polarization is reflected in the first polarization beam splitter, red light and blue light of the other polarization are transmitted, and the green light is second. After the reflection in the polarization beam splitter, the green light-silicon liquid crystal panel has image information and the polarization direction is changed after reflection, and is transmitted to the screen through the projection lens through the second polarization beam separator and the third polarization beam separator.

그리고, 제1편광빔분리기에서 투과한 적색광과 청색광은 제4편광빔분리기에서 분리되고 적색광용실리콘액정패널과 청색광용실리콘액정패널에서 반사 후 편광방향이 바뀌어 제4편광빔분리기를 투과한 후 다시 제3편광빔분리기에서 반사 후 투사렌즈와 스크린으로 진행한다.In addition, the red and blue light transmitted by the first polarization beam splitter are separated by the fourth polarization beam splitter, and the polarization direction is changed after reflection in the red light silicon liquid crystal panel and the blue light silicon liquid crystal panel, and then passes through the fourth polarization beam separator. After the reflection in the third polarization beam splitter, it proceeds to the projection lens and the screen.

이러한 구성은 실리콘액정패널이 편광의 빛을 사용하기 때문에 모든 부품을 편광빔분리기를 사용하였고 2차원 영상을 투사하는데 적용되고 있다.This configuration uses a polarizing beam splitter because the silicon liquid crystal panel uses polarized light and is applied to project two-dimensional images.

또, 이와 같은 광학엔진은 한쪽 편광을 버리는 구조이기 때문에 광량을 50% 밖에 활용할 수 없어 광효율이 저하되고 보다 밝은 영상을 구현할 수 없는 문제점등이 있다.In addition, such an optical engine is a structure that discards one side of the polarization, so the amount of light can only be utilized by 50%, resulting in a decrease in light efficiency and a brighter image.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 2배 밝은 광량을 확보하여 전력 절감과 광량 향상을 이루도록 한 입체투사광학엔진을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a three-dimensional projection optical engine to achieve the power savings and the amount of light to secure the amount of light twice as bright.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 광원과, 상기 광원으로부터 생성된 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드와, 글라스로드를 통과한 균일한 광을 조명하는 조명렌즈와, 조명된 광을 색깔에 따라 분리하는 컬러필터와, 투과 혹은 반사된 컬러광을 편광성분에 대해 P편파는 투과시키고, S편파는 반사시켜 분리하는 편광빔분리기와, 분리된 적색광,녹색광,청색광을 영상신호로 형성하고, 편광의 방향을 바꾸어 내보내는 실리콘액정패널과, 상기 실리콘액정패널에서 형성된 영상신호를 스크린에 투영하는 투사렌즈를 포함하여 이루어지는 입체투사광학엔진에 있어서, 상기 광원은 백색광 램프 또는 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)이 합쳐져 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드로 형성되고, 상기 편광빔분리기는 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기로 2개가 배치되며, 상기 편광빔분리기의 주변으로는 입사되는 조명광을 투과 또는 반사시켜 적색광,녹색광,청색광을 단색광으로 분리하여 색순도를 높이는 복수개의 컬러필터가 배치되고, 상기 편광빔분리기 또는 컬러필터의 주변으로는 상기 실리콘액정패널이 복수개로 배치되어, 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a light source, a glass rod for uniformly forming the light generated from the light source in a plurality of total reflection, an illumination lens for illuminating the uniform light passed through the glass rod, A color filter that separates light according to color, and a polarized beam splitter that transmits or reflects the transmitted or reflected color light to the polarization component and reflects and separates the S polarization, and separates the red, green, and blue light into the image signal. In a three-dimensional projection optical engine comprising a silicon liquid crystal panel formed of a light emitting device, the liquid crystal panel for changing the direction of polarization, and a projection lens for projecting the image signal formed in the silicon liquid crystal panel on the screen, the light source is a white light lamp or red light (R ), Green light (G) and blue light (B) are combined to form a light emitting diode capable of realizing white light, and the polarizing beam splitter separates the first polarization beam. And a second polarization beam splitter, and a plurality of color filters are disposed around the polarization beam splitter to separate red light, green light, and blue light into monochromatic light to transmit or reflect incident illumination light, thereby increasing color purity. Two or more silicon liquid crystal panels are arranged around the polarization beam separator or the color filter to accommodate both the transmitted and reflected left and right images, and to change the polarization direction to reflect them so that they can be used without discarding the left and right polarizations. It is characterized in that to ensure.

상기 제2편광빔분리기와 컬러필터 사이 또는 상기 광원과 글라스로드 사이에는 입사되는 광을 선택적으로 투과시키는 컬러휠이 형성되는 것을 특징으로 한다.A color wheel for selectively transmitting incident light is formed between the second polarization beam splitter and the color filter or between the light source and the glass rod.

상기 실리콘액정패널은 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기의 측부분으로 각 2개씩 총 4개가 배치되는 것을 특징으로 한다.The silicon liquid crystal panel is characterized in that a total of four are arranged in each of the two side portions of the first polarization beam splitter and the second polarization beam splitter.

상기 광원이 발광다이오드로 형성 배치될 경우, 상기 제2편광빔분리기의 주변 3방향으로는 복수의 컬러필터가 각 1개씩 3개가 배치되고, 상기 제1편광빔분리기의 주변으로는 2개의 녹색광용실리콘액정패널이 형성되며, 상기 컬러필터 주변으로는 적색광용실리콘액정패널과, 청색광용실리콘액정패널이 각 2개씩 4개가 형성되는 것을 특징으로 한다.When the light source is formed and formed of a light emitting diode, three color filters are disposed in the peripheral three directions of the second polarization beam splitter, one for each one, and two green light beams are surrounded around the first polarization beam splitter. A silicon liquid crystal panel is formed, and the red color silicon liquid crystal panel and the blue light silicon liquid crystal panel are each formed around the color filter.

상기 광원이 백색광 램프로 형성될 경우, 상기 제2편광빔분리기의 사방으로는 상기 컬러필터가 일측면부 마다 1개씩 4개가 배치되고, 상기 제1편광빔분리기의 일측으로는 상기 복수의 컬러필터 중, 어느 하나를 통해 입사되는 광을 투과시키는 더미프리즘블럭이 형성되며, 상기 더미프리즘블럭과 제1편광빔분리기의 일측으로는 진행하는 광의 경로를 바꾸기 위한 복수의 미러와 상기 미러 사이에는 조명보조렌즈가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기와 복수의 컬러필터 측부분으로는 각 2개씩 6개의 실리콘액정패널이 부가 배치되는 것을 특징으로 한다.When the light source is formed of a white light lamp, four color filters are disposed on one side of each of the second polarization beam separators, and one of the plurality of color filters is disposed on one side of the first polarization beam separator. And a dummy prism block for transmitting light incident through any one of the plurality of mirrors and an auxiliary light lens between the mirrors and the plurality of mirrors for changing the path of the light propagating toward one side of the dummy prism block and the first polarization beam splitter. Is formed, and six silicon liquid crystal panels, two each of which are disposed at the side portions of the first polarizing beam separator, the second polarizing beam separator, and the plurality of color filters.

상기 컬러휠은 중앙을 기준으로 반은 청색필터로 형성되고 나머지 반은 적색필터로 형성되거나, 또는 중앙을 기준으로 반은 녹색과 청색이 투과하고, 나머지 반은 녹색과 적색이 투과하도록 필터코팅되는 것 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The color wheel is formed of a half blue filter and the other half is formed of a red filter based on the center, or half of the green and blue transmits, and the other half of the filter is coated with green and red through the center It is characterized by consisting of any one of.

상기 실리콘액정패널의 일측 또는 편광빔분리기와, 컬러필터의 사이에는 진행하는 주광선의 집광을 위한 렌즈가 형성되는 것을 특징으로 한다.A lens for condensing the chief rays of light is formed between one side of the silicon liquid crystal panel or the polarization beam separator and the color filter.

상기 컬러필터는 녹색광은 반사하고 적색광과 청색광은 투과하도록 형성하거나 또는 적색광과 청색광은 반사하고 녹색광은 투과하도록 형성하는 것을 특징으로 한다.The color filter may be formed to reflect green light and transmit red and blue light, or to reflect red and blue light and transmit green light.

또, 본 발명은 광원과, 상기 광원으로부터 생성된 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드와, 글라스로드를 통과한 균일한 광을 조명하는 조명렌즈와, 조명된 광을 조명된 광을 색깔에 따라 분리하는 컬러필터와, 투과 혹은 반사된 컬러광을 편광성분에 대해 P편파는 투과시키고, S편파는 반사시켜 분리하는 편광빔분리기와, 분리된 적색광,녹색광,청색광을 영상신호로 형성하고, 편광의 방향을 바꾸어 내보내는 실리콘액정패널과, 상기 실리콘액정패널에서 형성된 영상신호를 스크린에 투영하는 투사렌즈를 포함하여 이루어지는 입체투사광학엔진에 있어서, 상기 광원은 백색광을 구현할 수 있는 R,G,B 발광다이오드(LED)로 형성되고, 상기 편광빔분리기와 컬러필터는 1개 또는 2개로 배치되며, 상기 편광빔분리기의 측부분으로는 상기 실리콘액정패널이 복수개로 배치되어, 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a light source, a glass rod for uniformly forming the light generated from the light source in a plurality of total reflection, an illumination lens for illuminating uniform light passing through the glass rod, and the illuminated light Color filter to separate color by color, polarized beam splitter that transmits or reflected color light through polarization component and reflects and separates S polarization, and separates red, green and blue light into video signals In the three-dimensional projection optical engine comprising a silicon liquid crystal panel for changing the direction of polarization, and a projection lens for projecting the image signal formed in the silicon liquid crystal panel on the screen, the light source is a R, G that can implement white light And a light emitting diode (B), wherein the polarization beam separator and the color filter are disposed in one or two, and the silicide is formed on the side of the polarization beam separator. Characterized in that the liquid crystal panel are arranged into a plurality of ever, the transmission or to receiving all of the reflecting left and right images, is reflected to change the polarization direction of a light amount of light to obtain the two times is discarded from ever both the left and right polarization.

상기 발광다이오드(LED)는 적색광(R),녹색광(G),청색광(B)이 한방향에서 동시에 조사되도록 배치되거나, 또는 녹색광은 일측방향에서 적색광 및 청색광은 타일측 방향에서 상호 직각을 이루면서 교차하여 조사되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.The light emitting diodes (LED) are disposed so that red light (R), green light (G), and blue light (B) are irradiated simultaneously in one direction, or green light crosses at a right angle in one direction and blue light crosses at a right angle in a tile direction. And to be irradiated.

상기 발광다이오드(LED)는 적색광(R),녹색광(G),청색광(B)이 한방향에서 동시에 조사되도록 배치될 경우, 상기 편광빔분리기와 컬러필터는 상호 대향하여 각 2개로 배치되고, 녹색광 발광다이오드는 일측방향에서 적색광 및 청색광 발광다이오드는 타일측 방향에서 상호 직각을 이루면서 교차하여 조사되도록 배치될 경우, 상기 편광빔분리기는 2개로 배치되고, 컬러필터는 1개로 배치되거나, 또는 상기 편광빔분리기와 컬러필터가 각 1개로 배치되는 것을 특징으로 한다.When the light emitting diodes (LED) are arranged to irradiate red light (R), green light (G), and blue light (B) simultaneously in one direction, the polarizing beam splitter and the color filter are disposed to face each other, and the green light emission When the diodes are arranged such that the red light and the blue light emitting diodes in one direction are irradiated to cross at right angles to each other in the tile direction, the polarization beam separators are arranged in two, and the color filters are arranged in one, or the polarization beam separators. And one color filter each.

상기 편광빔분리기는 큐브형 또는 격자무늬 평판형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The polarizing beam splitter is characterized in that formed in a cube or grid pattern flat.

또한, 본 발명은 광원과, 상기 광원으로부터 생성된 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드와, 글라스로드를 통과한 균일한 광을 조명하는 조명렌즈와, 조명된 광을 색깔에 따라 분리하는 컬러필터와, 투과 혹은 반사된 컬러광을 편광성분에 대해 P편파는 투과시키고, S편파는 반사시켜 분리하는 편광빔분리기와, 분리된 적색광,녹색광,청색광을 영상신호로 형성하고, 편광의 방향을 바꾸어 내보내는 실리콘액정패널과, 상기 실리콘액정패널에서 형성된 영상신호를 스크린에 투영하는 투사렌즈를 포함하여 이루어지는 입체투사광학엔진에 있어서, 상기 편광빔분리기는 제1편광빔분리기, 제2편광빔분리기 및 제3편광빔분리기로 형성되고, 상기 제3편광빔분리기의 일측으로는 제1,2 컬러필터가 배치되며, 상기 제1,2,3편광빔분리기의 사이에는 입사되는 적색광, 녹색광, 청색광의 조명을 선택하여 반사 또는 투과하는 제3컬러필터가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기의 일측으로는 반사하여 진행하는 광의 경로를 바꾸기 위한 미러가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기와 제3편광빔분리기의 측부분으로는 적색광용실리콘액정패널과, 녹색광용실리콘액정패널과, 청색광용실리콘액정패널을 각 2개씩 총 6개를 형성하여 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a light source, a glass rod for uniformly forming the light generated by the light source in a plurality of total reflections, an illumination lens for illuminating uniform light passing through the glass rod, and the illumination light separated according to color And a polarization beam splitter that transmits the reflected or reflected color light to the polarization component and reflects and isolates the S polarization, and separates red, green, and blue light into an image signal, In a three-dimensional projection optical engine comprising a silicon liquid crystal panel for changing the direction and a projection lens for projecting the image signal formed in the silicon liquid crystal panel on the screen, the polarizing beam separator is a first polarizing beam splitter, a second polarizing beam A first polarizer and a third polarizer, and a third polarizing beam splitter, wherein the first and second color filters are disposed on one side of the third polarizing beam splitter, and between the first, second and third polarizing beam splitters. A third color filter is formed to reflect or transmit incident red, green, and blue light, and a mirror is formed at one side of the first polarization beam splitter to change a path of reflected light. As the side parts of the 1st polarizing beam separator, the 2nd polarizing beam separator, and the 3rd polarizing beam separator, a total of 6 pieces of red light silicon liquid crystal panel, green light silicon liquid crystal panel, and 2 pieces of blue light silicon liquid crystal panel were formed. Both the left and right images to be transmitted or reflected are accommodated, and the polarization direction is changed to reflect the light to double the amount of light without discarding the left and right polarizations.

상기 제3컬러필터는 녹색광은 투과시키고, 적색광과 청색광은 반사시키는 X큐브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The third color filter may be formed of an X-cube that transmits green light and reflects red and blue light.

상기 광원은 백색광 램프 또는 백색광을 구현할 수 있는 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)의 발광다이오드 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.The light source may be formed of any one of a white light lamp or a light emitting diode of red light (R), green light (G), and blue light (B) which may implement white light.

상기 발광다이오드로 형성되는 광원은 상기 제1편광빔분리기로 녹색광이 입사되도록 배치되고, 상기 제2편광빔분리기로는 청색광이 입사되도록 배치되며, 상기 제3편광빔분리기로는 적색광이 입사되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.The light source formed of the light emitting diodes is disposed to allow green light to enter the first polarization beam splitter, to allow blue light to enter the second polarization beam splitter, and to arrange red light to enter the third polarization beam splitter. It is characterized by.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 특히, 1개 또는 복수의 편광빔분리기와 컬러필터 및 실리콘액정패널을 특성있게 배치하여 양쪽 편광을 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention, in particular, has one or more polarizing beam splitters, color filters, and silicon liquid crystal panels, which have a characteristic effect of ensuring a double amount of light by using both polarizations.

도 1은 종래 실리콘액정패널(LCOS)을 이용한 2차원 영상 투사광학엔진의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 컬러휠을 다른 위치에 형성한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 각 실리콘액정패널 앞에 조명광의 집광을 위한 렌즈를 형성한 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 편광빔분리기와 컬러필터 사이에 조명광의 집광을 위한 렌즈를 형성한 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제2실시예로써 광원을 발광다이오드(LED)로 형성하여 광로를 변형한 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제3실시예로써 광원을 백색광 램프로 형성하여 광로를 변형한 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제4실시예로써 광원을 발광다이오드(LED)로 형성함과 동시에 적색광,녹색광,청색광이 한방향에서 출사되도록 한 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제5실시예로써, 광원을 발광다이오드(LED)로 형성함과 동시에 적색광은 일측에서 출사되고, 녹색광과, 청색광은 타 일측에서 출사되도록 한 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제6실시예로써, 광원을 발광다이오드(LED)로 형성함과 동시에 편광빔분리기와 컬러필터를 각 1개씩만 형성한 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제7실시예로써, 3개의 편광빔분리기를 형성한 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제8실시예로써, 도 11의 광원을 발광다이오드로 형성한 상태를 나타낸 도면이다.
1 is a view showing the configuration of a two-dimensional image projection optical engine using a conventional silicon liquid crystal panel (LCOS).
2 is a view schematically showing the configuration of a stereo projection optical engine according to the present invention.
3 is a view illustrating a state in which the color wheel shown in FIG. 2 is formed at another position.
4 is a view illustrating a state in which a lens for condensing illumination light is formed in front of each silicon liquid crystal panel of FIG. 3.
5 is a view illustrating a state in which a lens for condensing illumination light is formed between the polarization beam splitter and the color filter of FIG. 3.
6 is a view showing a state in which a light path is deformed by forming a light source as a light emitting diode (LED) as a second embodiment of a stereoscopic projection optical engine according to the present invention.
7 is a view showing a state in which a light path is deformed by forming a light source as a white light lamp as a third embodiment of a stereoscopic projection optical engine according to the present invention.
8 is a view showing a state in which a red light, green light, and blue light are emitted from one direction while forming a light source as a light emitting diode (LED) as a fourth embodiment of the stereoscopic projection optical engine according to the present invention.
9 is a fifth embodiment of a stereoscopic projection optical engine according to the present invention, in which a light source is formed of a light emitting diode (LED) and at the same time red light is emitted from one side, and green light and blue light are emitted from the other side. The figure shown.
FIG. 10 is a view illustrating a state in which a light source is formed of a light emitting diode (LED) and only one polarizing beam separator and one color filter are formed at the same time as a sixth embodiment of a stereoscopic projection optical engine according to the present invention.
11 is a view illustrating a state in which three polarization beam splitters are formed as a seventh embodiment of a stereoscopic projection optical engine according to the present invention.
FIG. 12 is a view illustrating a state in which the light source of FIG. 11 is formed of a light emitting diode as an eighth embodiment of a stereoscopic projection optical engine according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the stereoscopic projection optical engine according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.Here, in all the drawings below, the components having the same functions are not repeated, using the same reference numerals, and the following terms are defined in consideration of functions in the present invention, which are inherently commonly used. It should be interpreted as meaning.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 광원(310)과, 컬러휠(390)과, 컬러필터(350)와, 편광빔분리기(PBS:Polarizing Beam Splitter)(340) 및, 실리콘액정패널(Liquid Crystal On Silicon)(360)로 대별되어 이루어진다. 2 to 5, the present invention includes a light source 310, a color wheel 390, a color filter 350, a polarizing beam splitter (PBS) 340, and a silicon liquid crystal panel. (Liquid Crystal On Silicon) (360) is roughly made.

상기 광원(310)은, 태양 빛처럼 각 파장의 빛이 적당한 비율로 합쳐진 빛인 백색광을 생성하는 램프(lamp)로 형성되거나, 또는 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)에 의해 백열등, 형광등 등 재래식 조명과 달리 전기에너지를 빛(光)에너지로 전환하는 효율이 높은 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED : Light Emitting Diode)등으로 형성된다.The light source 310 is formed of a lamp that generates white light, which is light in which light of each wavelength is combined in an appropriate ratio, such as sun light, or incandescent light by red light (R), green light (G), and blue light (B). Unlike conventional lighting such as fluorescent lamps, light emitting diodes (LEDs) are formed to realize high-efficiency white light that converts electrical energy into light energy.

상기 컬러휠(color wheel)(390)은, 조명기구의 하나로서, 입사되는 백색광 중 적색광(R), 청색광(B)을 선택적으로 통과시키는 컬러필터가 배치된 원판 또는, 반은 적색광(R), 녹색광(G)의 컬러필터(젤라틴 페이퍼)가 배치되고, 나머지 다른 반은 녹색광(G), 청색광(B)을 통과시키는 컬러필터(젤라틴 페이퍼)가 배치된 원판과, 상기 원판을 회전시키기 위한 구동원(미도시)을 포함하여 이루어진다.The color wheel 390 is a luminaire, and includes a disc including a color filter for selectively passing red light R and blue light B among white light incident thereto, or half red light R, A color filter (gelatin paper) of green light (G) is disposed, and the other half is a disc on which color filter (gelatin paper) for passing green light (G) and blue light (B) is disposed, and a driving source for rotating the disc. (Not shown).

즉, 상기 컬러휠(390)은 원판의 중앙을 기준으로 반은 적색광(R)이 투과하도록 적색필터로 형성되고, 나머지 반은 청색광(B)이 투과하도록 청색필터로 형성되는 것 또는, 원판의 중앙을 기준으로 반은 녹색광(G)과 청색광(B)이 투과하도록 녹색필터와 청색필터가 코팅되고, 나머지 반은 녹색광(G)과 적색광(R)이 투과하도록 녹색필터와 적색필터가 코팅된 것 등으로 형성할 수 있다.That is, the color wheel 390 is formed of a red filter so that half of the red light (R) is transmitted relative to the center of the disc, and the other half is formed of a blue filter so that the blue light (B) is transmitted, or the center of the disc Half of the green and blue filters are coated to transmit green light (G) and blue light (B), and the other half is coated with green and red filters to transmit green light (G) and red light (R). Or the like.

여기서, 상기 컬러휠(390)이 원판의 중앙을 기준으로 반은 녹색광(G)과 청색광(B)이 투과하도록 녹색필터와 청색필터가 코팅되고, 나머지 반은 녹색광(G)과 적색광(R)이 투과하도록 녹색필터와 적색필터가 코팅형성될 경우 표 1과, 표 2에 나타난 것과 같은 코팅특성을 이루게 된다.Here, a green filter and a blue filter are coated so that the color wheel 390 transmits green light (G) and blue light (B) half of the color wheel 390, and the other half of the green light (G) and red light (R). When the green filter and the red filter are coated to transmit, coating characteristics as shown in Table 1 and Table 2 are achieved.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 표 1은 적색광(R)과 녹색광(G)은 투과시키고 청색광(B)은 반사시키는 필터코팅된 컬러휠 또는 X-cube prism의 코팅 그래프이다.Table 1 shows a coating graph of a filter coated color wheel or X-cube prism that transmits red light (R) and green light (G) and reflects blue light (B).

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 표 2는 녹색광(G)과 청색광(B)을 투과시키고, 적색광(R)은 반사시키는 필터코팅된 컬러휠 또는 X-cube prism의 코팅 그래프이다.Table 2 shows a coating graph of a filter coated color wheel or X-cube prism that transmits green light (G) and blue light (B), and reflects red light (R).

또, 상기 컬러휠(390)은 상기 편광빔분리기(340)와 컬러필터(350) 사이에 형성되거나 또는, 도 3에 도시된 바와 같이 조명계 중간 즉, 상기 광원(310)과, 광원(310)으로부터 출사되는 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드(320) 사이에 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the color wheel 390 is formed between the polarization beam splitter 340 and the color filter 350, or as shown in Figure 3 in the middle of the illumination system, that is, from the light source 310 and the light source 310 It is preferable that the light is formed between the glass rods 320 uniformly forming a plurality of total reflections.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 컬러휠(390)이 상기 편광빔분리기(340)와 컬러필터(350) 사이에 형성될 경우 원판의 중앙을 기준으로 반은 적색광(R)이 투과하도록 적색필터로 형성되고, 나머지 반은 청색광(B)이 투과하도록 청색필터로 형성되는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 도 3에 도시된 바와 같이 조명계 중간 즉, 상기 광원(310)과, 글라스로드(320) 사이에 형성될 경우 원판의 중앙을 기준으로 반은 녹색광(G)과 청색광(B)이 투과하도록 녹색필터와 청색필터가 코팅되고, 나머지 반은 녹색광(G)과 적색광(R)이 투과하도록 녹색필터와 적색필터가 코팅된 것을 사용하는 것이 바람직하다.Here, as shown in FIG. 2, when the color wheel 390 is formed between the polarization beam separator 340 and the color filter 350, the red filter transmits half the red light R based on the center of the original plate. And the other half is formed of a blue filter to transmit blue light (B), and as shown in FIG. 3, the middle of the illumination system, that is, between the light source 310 and the glass rod 320. When formed in the green filter and the blue filter is coated so that half of the green light (G) and blue light (B) is transmitted to the center of the disc, and the other half is the green filter to transmit the green light (G) and red light (R) It is preferable to use a coated with a red filter.

즉, 상기 컬러휠(390)을 조명계 중간에 형성할 경우 회전원판의 반은 녹색광(G)과 적색광(R)이 투과하고, 다른 반은 청색광(B)과 녹색광(G)이 투과하는 필터가 코팅된 것을 사용하여야 한다. 다시말해, 녹색광(G)은 항상 투과하도록 구성되어야 한다.That is, when the color wheel 390 is formed in the middle of the illumination system, half of the rotating disc transmits green light (G) and red light (R), and the other half is coated with a filter transmitting blue light (B) and green light (G). Should be used. In other words, the green light G should always be configured to transmit.

상기 컬러필터(color filter)(350)는, 유리에 색을 넣거나 여러 겹으로 막을 입혀서 빛을 부분적으로 흡수하고 투과하도록 만든 필터로서, 조명렌즈(330)와 상기 편광빔분리기(340)의 주변에 복수개 배치되어 편광되지 않고 진행하는 광을 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)으로 분리하여 색순도를 높임과 동시에 반사 또는 투과시키기 위해 대각면을 갖는 큐브(cube) 형태의 제1컬러필터(351)와, 제2컬러필터(352)로 형성되는 것이 바람직하다.The color filter 350 is a filter that partially absorbs and transmits light by adding color to the glass or by coating a film in several layers. The color filter 350 is disposed around the illumination lens 330 and the polarization beam separator 340. The first color in the form of a cube having a diagonal surface for dividing the light proceeding without being polarized and proceeding without polarization into red light (R), green light (G), and blue light (B) to increase color purity and simultaneously reflect or transmit light. The filter 351 and the second color filter 352 are preferably formed.

여기서, 상기 제1컬러필터(351)는 녹색광(G)은 반사하고 적색광(R)과 청색광(B)은 투과하도록 형성하고, 제2컬러필터(352)는 녹색광(G)은 투과하고, 적색광(R)과 청색광(B)은 반사하도록 형성하거나 또는 제2컬러필터(351)에서는 녹색광(G)은 반사하고, 적색광(R)과 청색광(B)은 투과하도록 형성할 수 있다.Here, the first color filter 351 is formed to reflect green light (G) and transmit red light (R) and blue light (B), and the second color filter 352 transmits green light (G) and transmits red light. (R) and blue light (B) may be formed to reflect, or the second color filter 351 may be formed to reflect green light (G) and transmit red light (R) and blue light (B).

또는, 반대의 경우로 제1컬러필터(351)는 녹색광(G)은 투과하고, 적색광(R)과 청색광(B)은 반사하도록 형성하고, 제2컬러필터(352)는 녹색광(G)은 투과하고, 적색광(R)과 청색광(B)은 반사하도록 형성하거나, 또는 제2컬러필터(352)에서는 녹색광(G)은 반사하고, 적색광(R)과 청색광(B)은 투과하도록 형성할 수도 있다.Alternatively, in the opposite case, the first color filter 351 is formed to transmit green light G, and to reflect red light R and blue light B, and the second color filter 352 is formed of green light G. It may be formed to transmit the red light (R) and blue light (B), or to reflect the green light (G) in the second color filter 352, and to transmit the red light (R) and blue light (B). have.

상기 편광빔분리기(PBS : Polarizing Beam Splitter)(340)는, 상기 제1컬러필터(351)와 제2컬러필터(352)의 주변에 배치되어 제1컬러필터(351)에 의해 적색광(R)과, 청색광(B) 및 녹색광(G)으로 투과 혹은 반사에 의해 분리된 조명광을 받아 P편광파와 S편광파로 용이하게 분리하는 제1편광빔분리기(341)와 제2편광빔분리기(342)로 2개가 배치된다.The polarizing beam splitter (PBS) 340 is disposed around the first color filter 351 and the second color filter 352 and is red light (R) by the first color filter 351. And a first polarized beam splitter 341 and a second polarized beam splitter 342 which receive illumination light separated by transmission or reflection by blue light (B) and green light (G) and easily separate into P and S polarized waves. Two are arranged.

여기서, 상기 P편광파는 빛의 전기장이 입사면(입사파의 방향과 경계면의 법선을 포함하는 면)과 평행한 방향을 갖는 성분의 빛이며, S편광파는 전기장이 입사면에 수직한 방향의 빛을 나타낸다. 이때, P편광파는 투과진행하고, S편광파는 직각으로 반사진행하는 구조를 갖는다.Here, the P-polarized wave is light of a component in which the electric field of the light has a direction parallel to the incident plane (the plane including the direction of the incident wave and the normal line of the interface), and the S polarized wave is light of the direction in which the electric field is perpendicular to the plane of incidence Indicates. At this time, the P-polarized wave is transmitted and the S-polarized wave is reflected at right angles.

그리고, 상기 편광빔분리기(340)는 삼각형의 프리즘이 결합되어 큐브형을 이루도록 형성되거나 또는, 격자무늬 평판형으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the polarization beam splitter 340 is preferably formed in a triangular prism is combined to form a cube, or a grid pattern flat.

상기 실리콘액정패널(LCOS)(360)은, 광변조(spatial light modulator)소자의 하나로서 반사형 액정소자이고, 상기 제1편광빔분리기(341)의 측부에 각각 형성되어 좌우영상을 담당하는 복수의 녹색광용실리콘액정패널(362)과, 상기 제2편광빔분리기(342)의 측부에 각각 형성되어 좌우 영상을 시분할적으로 담당하는 적,청색광용실리콘액정패널(364)로 이루어진다.The silicon liquid crystal panel (LCOS) 360 is a reflective liquid crystal device as one of a spatial light modulator device, and is formed on each side of the first polarization beam splitter 341 to cover left and right images. A green silicon liquid crystal panel 362 and a red and blue silicon liquid crystal panel 364 respectively formed on the side portions of the second polarization beam separator 342 and responsible for time division of left and right images.

여기서, 상기 복수의 녹색광용실리콘액정패널(362)은 각 1개의 패널 전체로 녹색광(G)을 형성하는 총 2개의 패널이 좌우 녹색 영상을 담당하도록 형성되는데 비해, 상기 적,청색광용실리콘액정패널(364)은 1개의 패널에 절반씩 적색광(R)과 청색광(B)을 형성하는 총 2개의 패널이 좌우 적색광(R)과 청색광(B) 영상을 시분할적으로 담당하도록 형성된다.Here, the plurality of green silicon liquid crystal panel 362 is formed so that a total of two panels for forming a green light (G) in each one panel is responsible for the left and right green image, the silicon liquid crystal panel for red, blue light The 364 is formed such that the two panels forming the red light R and the blue light B in half in one panel are time-divisionally responsible for the left and right red light R and blue light B images.

이에 따라, 적색광(R)과 청색광(B)은 녹색광(G)에 비하여 반밖에 되지 않지만 실제 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B) 3개의 광이 합쳐져서 백색광을 구현하는데 있어서는 녹색광량이 2배정도 필요하게 되므로 적합한 배치를 이룰 수 있다.Accordingly, although the red light (R) and the blue light (B) are only half of the green light (G), the three pieces of red light (R), green light (G), and blue light (B) are combined to realize the white light. This double is needed so that a suitable arrangement can be achieved.

또, 상기 복수의 녹색광용실리콘액정패널(362)과 적,청색광용실리콘액정패널(364)은 상기 제1편광빔분리기(341)와, 제2편광빔분리기(342)에서 녹색광(G)과, 적색광(R) 및, 청색광(B)으로 분리된 편광을 회전시켜 이미지 즉, 영상신호를 형성한 다음 다시 입사방향으로 되돌린다.In addition, the plurality of green light silicon liquid crystal panel 362 and the red and blue light silicon liquid crystal panel 364 may include the green light G and the first polarization beam separator 341 and the second polarization beam separator 342. The polarized light separated by the red light R and the blue light B is rotated to form an image, that is, a video signal, and then returned to the incident direction.

이러한 실리콘액정패널(360)은, 투과형 LCD 패널이나, DMD 소자에 비해 광변조 소자의 구동이 간단하고 가격이 저렴한 특성이 있다.The silicon liquid crystal panel 360 is characterized in that the drive of the optical modulation device is simpler and inexpensive than the transmissive LCD panel or the DMD device.

상기 실리콘액정패널(360)은 편광빔분리기(340)의 측부 또는 큐브형 컬러필터(350)의 측부에 형성되는 것이 바람직하다.The silicon liquid crystal panel 360 is preferably formed at the side of the polarization beam separator 340 or the side of the cube-shaped color filter 350.

그리고, 본 발명은 투사렌즈의 크기를 줄이고, 설계를 용이하게 함과 동시에 편광빔분리기의 제작을 용이하게 하기 위해서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 실리콘액정패널(360)의 일측 또는 편광빔분리기(340)와, 컬러필터(350)의 사이에 진행하는 주광선의 집광을 위한 렌즈(L)가 형성된다. 이에 따라, 주광선이 확산되지 않고 광축방향으로 진행하게 된다.In addition, the present invention is to reduce the size of the projection lens, to facilitate the design and at the same time to facilitate the fabrication of the polarizing beam separator, as shown in Figure 4 and 5 or one side of the silicon liquid crystal panel 360 A lens L for condensing chief rays of light between the polarization beam separator 340 and the color filter 350 is formed. As a result, the chief rays of light do not diffuse and proceed in the optical axis direction.

즉, 상기 실리콘액정패널(360) 앞 또는 편광빔분리기(340)와 컬러필터(350)의 사이에 집광을 위한 렌즈(L)를 위치시킬 경우, 편광빔분리기(340)와 컬러필터(350)를 통과하는 주광선이 광축과 평행을 이루며 진행하기 때문에 편광분리기(340)의 편광분리면에 입사되는 각이 45°에서 크게 벗어나지 않게 되고, 투사렌즈의 크기를 적게 할 수 있어서 광학엔진의 설계와 제작이 용이하다.That is, when the lens L for condensing is positioned in front of the silicon liquid crystal panel 360 or between the polarization beam separator 340 and the color filter 350, the polarization beam separator 340 and the color filter 350 are positioned. Since the chief ray passing through the beam proceeds in parallel with the optical axis, the angle incident on the polarization separation surface of the polarization separator 340 does not deviate significantly from 45 °, and the size of the projection lens can be reduced, thereby designing and manufacturing the optical engine. This is easy.

이와 같은 집광을 위한 렌즈(L)의 설치는 백색광 램프를 광원으로 사용하는 입체투사광학엔진 뿐만 아니라, 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드를 광원으로 사용하는 입체투사광학엔진에도 동일하게 적용된다.The installation of the lens L for condensing is equally applicable to a stereoscopic optical engine using a white light lamp as a light source, as well as a stereoscopic optical engine using a light emitting diode capable of realizing white light as a light source.

또한, 이와 같은 구성의 3차원 투사광학엔진은 종래에 한쪽 편광을 버리는 2차원 투사광학엔진에 비하여 양쪽 편광을 모두 사용하기 때문에 2배 밝은 광량을 확보하여 보다 밝은 화질을 제공할 수 있다.In addition, since the three-dimensional projection optical engine having such a configuration uses both polarizations as compared to the two-dimensional projection optical engine that conventionally discards one polarization, it is possible to secure brighter image quality by ensuring twice the light quantity.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.The operation state of the present invention having the above-described structure will now be described.

먼저, 본 발명에 따른 입체투사광학엔진(300)은, 광원(310)에 의해 생성된 조명광(빛)이 전방에 위치하는 단면이 사각형의 유리봉으로 형성된 글라스로드(320)로 입사되어 다수의 전반사를 이루면서 균일한 광으로 변화 된다. First, the three-dimensional projection optical engine 300 according to the present invention is incident to the glass rod 320 formed of a rectangular glass rod cross-section in front of the illumination light (light) generated by the light source 310 is a plurality of It becomes total light and changes to uniform light.

상기 글라스로드(320)를 통과한 균일한 광은 다수의 렌즈로 형성된 조명렌즈(330)로 입사되어 굴절된 후 확산 조명된다.The uniform light passing through the glass rod 320 is incident to the illumination lens 330 formed of a plurality of lenses, refracted, and then diffused.

상기 조명렌즈(330)에 의해서 조명된 광은, 상기 제1컬러필터(351)로 입사되면서 녹색광(G)은 반사하고 적색광(R)과 청색광(B)은 투과하면서 녹색, 적색, 청색광이 색깔에 따라 분리된다.The light illuminated by the illumination lens 330 is incident on the first color filter 351 while reflecting green light (G) and transmitting red light (R) and blue light (B), and green, red, and blue light are colored. To be separated.

상기 제1컬러필터(351)에서 반사된 녹색광(G)은 상기 제1편광빔분리기(341)로 입사되고, 투과된 적색광(R)과 청색광(B)은 컬러휠(390)을 거치면서 적색광(R)과 청색광(B)이 선택적으로 시분할적으로 통과되어 제2편광빔분리기(342)로 입사된다.The green light G reflected by the first color filter 351 is incident to the first polarization beam splitter 341, and the transmitted red light R and blue light B pass through the color wheel 390 and then receive red light ( R) and blue light (B) are selectively passed time-divisionally and incident on the second polarization beam splitter 342.

계속해서, 상기 제1편광빔분리기(341)로 진행된 녹색광(G)은 반사 또는 투과하여 상기 복수의 녹색광용실리콘액정패널(362)로 입사되고, 상기 제2편광빔분리기(342)로 진행된 적색광(R)과 청색광(B)은 반사 또는 투과하여 상기 복수의 적,청색광용실리콘액정패널(364)로 입사된다.Subsequently, the green light G, which has traveled to the first polarization beam splitter 341, is reflected or transmitted and is incident on the plurality of green light silicon liquid crystal panel 362, and the red light that has traveled to the second polarization beam separator 342. (R) and blue light (B) are reflected or transmitted, and are incident on the plurality of red and blue silicon liquid crystal panels 364.

이렇게 진행된 상호 다른 2개의 편광은 녹색광용실리콘액정패널(361)과 적,청색광용실리콘액정패널(362)의 화소들에서 편광 방향을 달리하여 회전하면서 영상신호가 형성된다. 이때의 회전 정도가 영상정보가 된다.The two different polarizations proceeded as described above are rotated by different polarization directions in the pixels of the green silicon liquid crystal panel 361 and the red and blue silicon liquid crystal panel 362 to form an image signal. The degree of rotation at this time becomes image information.

즉, 본 발명의 각 실리콘액정패널의 경우에는 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)의 광선 강도가 영상정보가 된다.That is, in the case of each silicon liquid crystal panel of the present invention, the light intensity of the red light R, the green light G, and the blue light B becomes image information.

상기 회전된 편광은 다시 광경로를 따라 반사되어 되돌아오면서 상기 제2컬러필터(352)를 통해 반사 또는 투과로 통과한 후, 투사렌즈(370)를 통하여 스크린(380)에 투사되어 대형 화상을 맺게 된다.The rotated polarized light is reflected back along the optical path and passed through the second color filter 352 through reflection or transmission, and then is projected onto the screen 380 through the projection lens 370 to form a large image. do.

이때, 진행하는 광은 상기 실리콘액정패널(360)을 통해 버려지지 않고 반사 또는 투과되면서 양쪽 편광을 모두 상기 편광빔분리기(340)로 진행시키게 되어 2배 밝은 광량을 확보할 수 있어 종래에 비해 월등하게 광량이 향상된다.At this time, the progressing light is reflected or transmitted through the silicon liquid crystal panel 360 without being discarded, so that both polarizations are propagated to the polarization beam separator 340, so that the amount of light twice as bright can be obtained. Light quantity is improved.

한편, 도 6은 본 발명의 제2실시예를 나타낸 도면으로서, 이는 상기 광원(310)을 백색광 램프 대신 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)이 합쳐져서 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED)로 형성함으로써, 광엔진의 구조를 콤팩트화 시킨것이다.On the other hand, Figure 6 is a view showing a second embodiment of the present invention, which is a light emitting diode in which the red light (R), green light (G), blue light (B) is combined with the light source 310 instead of a white light lamp to implement a white light By forming with (LED), the structure of the light engine is made compact.

즉, 상기 백색광 램프 대신 상기 제2편광빔분리기(342)의 일측으로는 적색광(R)과 청색광(B)을 생성, 출사하는 발광다이오드 광원(310)을 배치하고, 상기 제2편광빔분리기(342)의 타측 3방향으로는 제2,3,4 컬러필터(352),(353),(354)가 각 1개씩 3개를 배치하며, 제1편광빔분리기(341)의 일측으로는 녹색광(G)을 생성, 출사하는 발광다이오드 광원(310)를 배치한다.That is, a light emitting diode light source 310 for generating and emitting red light R and blue light B is disposed on one side of the second polarization beam separator 342 instead of the white light lamp, and the second polarization beam separator The second, third, and fourth color filters 352, 353, and 354 are disposed in three directions in the other three directions of the 342, and green light is provided on one side of the first polarization beam splitter 341. A light emitting diode light source 310 for generating and emitting (G) is disposed.

그리고, 상기 제1편광빔분리기(341)의 타 측부분으로는 2개의 녹색광용실리콘액정패널(362)을 형성하고, 상기 제3컬러필터(353)와, 제4컬러필터(354)의 측부분으로는 적색광용실리콘액정패널(361)과, 청색광용실리콘액정패널(363)을 각 2개씩 4개를 형성한다. 이러한 구성의 투사광학엔진은, 보다 간단하고 콤팩트하게 제작될 수 있다.In addition, two green light silicon liquid crystal panels 362 are formed on the other side of the first polarization beam separator 341, and the third color filter 353 and the fourth color filter 354 are formed on the other side. As a part, four red silicon liquid crystal panels 361 and two blue light silicon liquid crystal panels 363 are formed. The projection optical engine of such a configuration can be manufactured more simply and compactly.

도 7은 본 발명에 따른 제3실시 예를 나타낸 도면으로서, 이는 상기 광원(310)을 백색광 램프로 형성한 것이다.7 is a view showing a third embodiment according to the present invention, in which the light source 310 is formed of a white light lamp.

상기 제2편광빔분리기(342)의 사방 측면부로는 제1,2,3,4 컬러필터(351),(352),(353),(354)가 각 1개씩 4개가 배치되고, 제1편광빔분리기(341)의 일측으로는 상기 제1컬러필터(351)를 통해 반사 또는 투과하여 입사되는 조명광을 투과시키는 더미프리즘블럭(345)이 형성되며, 상기 더미프리즘블럭(345)과 제1편광빔분리기(341)의 일측으로는 진행하는 광의 경로를 바꾸기 위한 복수의 미러(M)가 형성된다.Four first, second, third, and fourth color filters 351, 352, 353, and 354 are disposed on all four sides of the second polarization beam splitter 342, respectively. One side of the polarization beam splitter 341 is formed with a dummy prism block 345 for transmitting illumination light incident or reflected through the first color filter 351, the dummy prism block 345 and the first On one side of the polarizing beam splitter 341, a plurality of mirrors M for changing the path of the traveling light are formed.

또, 상기 미러(M)와 미러(M)의 사이에는 조명보조렌즈(346)가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기(341)의 타 측부분으로는 2개의 녹색광용실리콘액정패널(362)이 형성되고, 상기 제2컬러필터(352)와, 제3컬러필터(353)의 측부분으로는 적색광용실리콘액정패널(361)과, 청색광용실리콘액정패널(363)이 각 2개씩 4개가 형성된다.In addition, an illumination auxiliary lens 346 is formed between the mirror M and the mirror M, and two green silicon liquid crystal panels 362 are provided on the other side of the first polarization beam separator 341. The red color silicon liquid crystal panel 361 and the blue light silicon liquid crystal panel 363 are respectively formed at the side portions of the second color filter 352 and the third color filter 353. Is formed.

이와 같이, 실리콘액정패널(360)을 많이 배치하여 사용하면 보다 많은 광량과 고해상의 영상을 확보할 수 있다. 그러나, 이 경우에는 투사렌즈(370)에서 각 실리콘액정패널(361),(362),(363)까지의 광학적 거리를 일치시키기 위해 녹색광로에는 더미프리즘블록(345)이 형성되는 것이 바람직하다.As such, when the silicon liquid crystal panel 360 is disposed and used, more light and high resolution images can be obtained. In this case, however, it is preferable that a dummy prism block 345 is formed in the green light path to match the optical distance from the projection lens 370 to each of the silicon liquid crystal panels 361, 362, and 363.

또, 녹색의 조명 광로가 다른 광로에 비하여 길어지지 때문에 조명을 효율적으로 하기 위하여 녹색 광로에는 조명 보조렌즈(조명릴레이광학계)(346)를 추가로 형성하였다.In addition, since the green illumination light path is longer than other light paths, an illumination auxiliary lens (lighting relay optical system) 346 is additionally formed in the green light path for efficient illumination.

도 8은 본 발명에 따른 제4실시예로써, 이는 상기 편광빔분리기(340)를 제1편광빔분리기(341)와 제2편광빔분리기(342)로 형성하고, 상기 제1편광빔분리기(341)와 제2편광빔분리기(342)의 주변으로 제1컬러필터(351)와 제2컬러필터(352)를 형성하며, 상기 제1편광빔분리기(341)의 주변으로는 복수의 녹색광용실리콘액정패널(362)을 형성하고, 제2편광빔분리기(342)의 주변으로는 복수의 적,청색광용실리콘액정패널(364)을 형성하였다.8 is a fourth embodiment according to the present invention, which is formed of the first polarization beam separator 340 and the second polarization beam separator 342, and the first polarization beam separator ( A first color filter 351 and a second color filter 352 are formed around the 341 and the second polarization beam splitter 342, and a plurality of green light is formed around the first polarization beam splitter 341. A silicon liquid crystal panel 362 was formed, and a plurality of red and blue silicon liquid crystal panel 364 was formed around the second polarization beam separator 342.

그리고, 상기 광원(310)을 백색광 램프 대신 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)이 합쳐져서 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED)로 형성함으로써, 제1컬러필터(351)와 제2편광빔분리기(342) 사이에 형성되는 컬러휠(390)을 형성하지 않도록 하였다.In addition, the light source 310 is formed of a light emitting diode (LED) capable of realizing white light by combining red light (R), green light (G), and blue light (B) instead of a white light lamp. The color wheel 390 formed between the two polarization beam separators 342 is not formed.

본 실시예에서는, 상기 발광다이오드(LED)는 적색광(R),녹색광(G),청색광(B)이 한방향에서 동시에 조사되도록 형성된다.In the present embodiment, the light emitting diodes (LED) are formed such that red light (R), green light (G), and blue light (B) are simultaneously irradiated in one direction.

이에 따라, 구조를 간단히 할 수 있음과 동시에 보다 향상된 광량을 확보할 수 있다.As a result, the structure can be simplified, and an improved amount of light can be ensured.

도 9는 본 발명의 제5실시예를 나타낸 도면으로서, 이는 상기 편광빔분리기(340)를 2개 즉, 제1편광빔분리기(341)와 제2편광빔분리기(342)로 형성하고, 상기 제1편광빔분리기(341)와 제2편광빔분리기(342)의 주변으로는 1개의 컬러필터(350)만을 형성하며, 상기 제1편광빔분리기(341)의 주변으로는 복수의 녹색광용실리콘액정패널(362)을 형성하고, 제2편광빔분리기(342)의 주변으로는 복수의 적,청색광용실리콘액정패널(364)을 형성하였다.9 is a view showing a fifth embodiment of the present invention, in which two polarizing beam splitters 340 are formed, namely, a first polarized beam splitter 341 and a second polarized beam splitter 342. Only one color filter 350 is formed around the first polarization beam separator 341 and the second polarization beam separator 342, and a plurality of green light silicon is disposed around the first polarization beam separator 341. A liquid crystal panel 362 was formed, and a plurality of red and blue silicon liquid crystal panels 364 were formed around the second polarization beam separator 342.

그리고, 상기 광원(310)을 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)이 합쳐져서 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED)로 형성한다. In addition, the light source 310 is formed of a light emitting diode (LED) capable of realizing white light by combining red light (R), green light (G), and blue light (B).

이에 따라, 녹색광(G) 발광다이오드(LED)는 상기 제1편광빔분리기(341)로 녹색광(G)이 입사되도록 배치하고, 적색광(R)과 청색광(B) 발광다이오드(LED)는 상기 제2편광빔분리기(342)로 적색광(R)과 청색광(B)이 입사되도록 배치함으로써, 하나의 컬러필터와 컬러휠을 형성하지 않는 간단한 구조를 이루도록 하였다.Accordingly, the green light (G) light emitting diode (LED) is disposed so that the green light (G) is incident to the first polarization beam splitter (341), and the red light (R) and the blue light (B) light emitting diode (LED) are the first light. By arranging the red light (R) and the blue light (B) to be incident to the two polarization beam splitter 342, a simple structure that does not form a color filter and a color wheel is achieved.

여기서, 상기 발광다이오드(LED) 광원(310)은, 녹색광(G)은 일측방향에서, 적색광(R) 및 청색광(B)은 타일측 방향에서 상호 직각을 이루면서 교차하여 조사되도록 형성된다.Here, the light emitting diode (LED) light source 310 is formed so that the green light (G) in one side direction, the red light (R) and the blue light (B) cross and irradiate at right angles to each other in the tile side direction.

도 10은 본 발명의 제6실시예를 나타낸 도면으로서, 이는 상기 편광빔분리기(340)를 1개 즉, 격자무늬 평판형을 이루도록 형성하고, 상기 편광빔분리기(340)의 일단 측부로는 복수의 녹색광용실리콘액정패널(362)을 형성하고, 타단 측부로는 복수의 적,청색광용실리콘액정패널(364)을 형성하였다.FIG. 10 is a view showing a sixth embodiment of the present invention, which forms one polarizing beam separator 340 to form a grid-like flat plate shape, and a plurality of polarizing beam separators 340 are provided at one side of the polarizing beam separator 340. The green light silicon liquid crystal panel 362 was formed, and a plurality of red and blue light silicon liquid crystal panel 364 was formed at the other end side.

그리고, 상기 편광빔분리기(340)의 중간부 일측으로는 1개의 컬러필터(350)를 형성하고, 또 녹색광(G) 발광다이오드(LED)는, 일측방향에서 조사하도록 형성하고, 적색광(R) 및 청색광(B) 발광다이오드(LED)는 상기 녹색광(G) 발광다이오드(LED)와 상호 직각하는 타일측 방향에서 조사하도록 교차하여 형성된다.In addition, one color filter 350 is formed on one side of the middle portion of the polarization beam separator 340, and the green light emitting diode (LED) is formed to be irradiated from one side direction, and the red light (R). And blue light (B) light emitting diodes (LEDs) are formed so as to cross each other so as to be irradiated in a tile side direction perpendicular to the green light (G) light emitting diodes (LEDs).

이러한 구조는 도 9의 변형된 구조로서 복수의 편광빔분리기를 사용하지 않고 1개의 와이어격자편광빔분리기(Wire grid PBS)만을 형성함으로써, 보다 간단하고 컴팩트한 구조를 이루도록 한 것이다.This structure is a modified structure of FIG. 9 to form a simpler and more compact structure by forming only one wire grid PBS without using a plurality of polarizing beam splitters.

이러한 실시 예 모두 상기 실리콘액정패널을 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 수용, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보할 수 있다.In all of these embodiments, the left and right images transmitting or reflecting the silicon liquid crystal panel are accommodated and reflected by changing the polarization direction so that both of them can be used without discarding the left and right polarizations, thereby ensuring a double light amount.

이와 같이, 상기 광원(310)이 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)이 합쳐져서 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED)로 형성되어 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)이 한방향에서 동시에 조사되도록 형성될 경우, 상기 편광빔분리기(340)와 컬러필터(350)는 상호 대향하여 각 2개로 배치되고, 또 녹색광(G)은 일측방향에서 적색광(R) 및 청색광(B)은 타일측 방향에서 상호 직각을 이루면서 교차하여 조사되도록 형성될 경우, 상기 편광빔분리기(340)는 2개로 배치되고, 컬러필터(350)는 1개로 배치되거나, 또는 상기 편광빔분리기(340)와 컬러필터(350)가 각 1개로 배치될 수 있다.In this way, the light source 310 is formed of a light emitting diode (LED) which can realize a white light by combining the red light (R), green light (G), blue light (B), red light (R), green light (G), blue light ( When B) is formed to be irradiated at the same time in one direction, the polarization beam splitter 340 and the color filter 350 are arranged in two opposite to each other, and the green light G is red light R and blue light in one direction. When (B) is formed to cross and irradiate at right angles to each other in the tile-side direction, the polarization beam separator 340 is disposed in two, and the color filter 350 is disposed in one, or the polarization beam separator ( The 340 and the color filter 350 may be arranged in one each.

또, 상기 편광빔분리기(340)는 필요에 따라 큐브형 또는 격자무늬 평판형으로 형성될 수 있다.In addition, the polarization beam splitter 340 may be formed in a cube shape or a grid pattern plate type as necessary.

이는 상기 편광빔분리기(340)의 개수를 적게 하거나 격자무늬 평판형으로 형성함으로써, 광량을 향상시킴과 동시에 무게를 경량화할 수 있는 것이다. 따라서, 입체투사광학엔진(300)의 구조를 단순화 하고 무게를 감량할 수 있어 크기를 콤팩트하게 이룰 수 있다.This is to reduce the number of the polarizing beam separator 340 or to form a grid pattern flat plate, thereby improving the amount of light and weight can be reduced. Therefore, the structure of the stereoscopic optical engine 300 can be simplified and the weight can be reduced, thereby achieving a compact size.

도 11은 본 발명에 따른 제7실시예를 나타낸 도면으로서, 이는 상기 편광빔분리기(340)가 제1편광빔분리기(341)와, 제2편광빔분리기(342) 및 제3편광빔분리기(343)로 형성되고, 상기 제3편광빔분리기(343)의 일측으로는 제1,2 컬러필터(351),(352)가 배치되며, 상기 제1,2,3편광빔분리기(341),(342),(343)의 사이에는 입사되는 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)의 조명을 선택하여 반사 또는 투과하는 제3컬러필터(353)가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기(341)의 일측으로는 반사하여 진행하는 광의 경로를 바꾸기 위한 미러(M)가 형성되며, 상기 제1편광빔분리기(341)와 제2편광빔분리기(342)와 제3편광빔분리기(343)의 측부분으로는 적색광용실리콘액정패널(361)과, 녹색광용실리콘액정패널(362)과, 청색광용실리콘액정패널(363)이 각 2개씩 총 6개가 형성된다.11 is a view showing a seventh embodiment according to the present invention, in which the polarization beam separator 340 includes a first polarization beam separator 341, a second polarization beam separator 342, and a third polarization beam separator ( 343, and first and second color filters 351 and 352 are disposed at one side of the third polarization beam separator 343, and the first, second and third polarization beam separators 341, A third color filter 353 is formed between 342 and 343 to select or reflect or transmit illumination of incident red light R, green light G, and blue light B, and the first polarized light is formed. On one side of the beam separator 341, a mirror M is formed to change the path of the reflected light, and the first polarizing beam separator 341, the second polarizing beam separator 342, and the third polarizing beam separator A side portion of the 343 is formed of six red silicon liquid crystal panels 361, a green silicon silicon liquid crystal panel 362, and two blue silicon silicon liquid crystal panels 363.

이에 따라, 상기 제1컬러필터(351)에서는 청색광(B)을 반사시켜 상기 미러(M)로 진행시키고, 적색광(R)과 녹색광(G)은 투과시켜 제2컬러필터(352)로 입사되도록 진행시키며, 상기 미러(M)로 진행, 반사된 청색광(B)은 상기 제2편광빔분리기(342)와 청색광용실리콘액정패널(363)에서 투과 또는 반사되어 상기 제3컬러필터(353)로 진행한 후 반사되어 투사렌즈(370)를 통해 스크린(380)으로 투사되고, 상기 제2컬러필터(352)로 진행한 적색광(R)은 투과하여 제3편광빔분리기(343)와 적색광용실리콘액정패널(361)에서 투과 또는 반사되어 상기 제3컬러필터(353)로 진행한 후 반사되어 투사렌즈(370)를 통해 스크린(380)으로 투사되며, 상기 제2컬러필러(352)로 진행한 녹색광(G)은 반사하여 상기 제1편광빔분리기(341)와 녹색광용실리콘액정패널(362)에서 투과 또는 반사되어 상기 제3컬러필터(353)로 진행한 후 투과되어 투사렌즈(370)를 통해 스크린(380)으로 투사된다.Accordingly, the first color filter 351 reflects the blue light B to proceed to the mirror M, and transmits the red light R and the green light G to enter the second color filter 352. The blue light B reflected on the mirror M is transmitted or reflected by the second polarization beam separator 342 and the blue liquid crystal panel 363 to the third color filter 353. After the reflection, the light is projected onto the screen 380 through the projection lens 370, and the red light R that passes through the second color filter 352 passes through the third polarization beam separator 343 and the red light silicon. After being transmitted or reflected from the liquid crystal panel 361, the liquid crystal panel 361 proceeds to the third color filter 353, and then is reflected and projected onto the screen 380 through the projection lens 370, and then proceeds to the second color filler 352. The green light G is reflected and transmitted or reflected from the first polarization beam separator 341 and the green light silicon liquid crystal panel 362, so that the third curl After passing through the filter 353, the light is transmitted and projected to the screen 380 through the projection lens 370.

이러한 구성 즉, 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)의 각 파장별 편광빔분리기(340)를 형성하고, 상기 제1,2,3 편광빔분리기(341),(342),(343)를 통과한 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)을 제3컬러필터(353)에서 녹색광(G)은 투과시키고, 적색광(R)과 청색광(B)은 반사시키는 X큐브로 형성함에 따라 편광빔분리기(340)가 담당하는 파장 영역이 좁기 때문에 제작이 쉬운 장점이 있다. In this configuration, that is, the polarization beam separator 340 for each wavelength of the red light R, the green light G, and the blue light B is formed, and the first, second, and third polarization beam separators 341, 342, X which transmits the red light (R), the green light (G), and the blue light (B) passing through the (343) through the third color filter 353, and transmits the green light (G) and reflects the red light (R) and the blue light (B). As the cube is formed as a cube, the wavelength range of the polarization beam separator 340 is narrow, thus making it easy to manufacture.

이에 따라, 상기 실리콘액정패널(360)로 입사되는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보하게 된다.Accordingly, the left and right images incident to the silicon liquid crystal panel 360 are accommodated, and the polarization directions are changed to reflect the light, thereby ensuring that the light quantity is twice as bright as the left and right polarizations.

도 12는 본 발명에 따른 제8실시예를 나타낸 도면으로서, 이는 도 11의 변형된 구성으로써, 상기 광원(310)을 백색광 램프 대신 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)이 합쳐져서 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED)로 형성함으로써, 광엔진의 구조를 콤팩트화 시킨것이다.FIG. 12 is a view showing an eighth embodiment according to the present invention, which is a modified configuration of FIG. 11, wherein the light source 310 is combined with red light (R), green light (G), and blue light (B) instead of a white light lamp. By forming a light emitting diode (LED) that can implement white light, the structure of the light engine is compact.

즉, 상기 제1편광빔분리기(341)의 일측으로는 녹색광(G)을 조명하는 발광다이오드 광원(310)이 배치되고, 상기 제2편광빔분리기(342)의 일측으로는 청색광(B)을 조명하는 발광다이오드 광원(310)이 배치되며, 상기 제3편광빔분리기(343)의 일측으로는 적색광(R)을 조명하는 발광다이오드 광원(310)이 배치된다.That is, a light emitting diode light source 310 for illuminating green light G is disposed on one side of the first polarization beam splitter 341, and blue light B on one side of the second polarization beam splitter 342. A light emitting diode light source 310 for illuminating is disposed, and a light emitting diode light source 310 for illuminating red light R is disposed on one side of the third polarization beam splitter 343.

이에 따라, 상기 청색광(B)을 조명하는 발광다이오드 광원(310)에서 출사된 청색광(B)은 상기 제2편광빔분리기(342)와 청색광용실리콘액정패널(363)에서 투과 또는 반사되어 상기 제3컬러필터(353)로 진행한 후 반사되어 투사렌즈(370)를 통해 스크린(380)으로 투사되고, 상기 적색광(R)을 조명하는 발광다이오드 광원(310)에서 출사된 적색광(R)은 제3편광빔분리기(343)와 적색광용실리콘액정패널(361)에서 투과 또는 반사되어 상기 제3컬러필터(353)로 진행한 후 반사되어 투사렌즈(370)를 통해 스크린(380)으로 투사되며, 상기 녹색광(G)을 조명하는 발광다이오드 광원(310)에서 출사된 녹색광(G)은 상기 제1편광빔분리기(341)와 녹색광용실리콘액정패널(362)에서 투과 또는 반사되어 상기 제3컬러필터(353)로 진행한 후 투과되어 투사렌즈(370)를 통해 스크린(380)으로 투사된다.Accordingly, the blue light B emitted from the light emitting diode light source 310 illuminating the blue light B is transmitted or reflected by the second polarization beam splitter 342 and the blue light silicon liquid crystal panel 363, and thus the first light is emitted from the light emitting diode light source 310. After proceeding to the three-color filter 353 is reflected and projected to the screen 380 through the projection lens 370, the red light (R) emitted from the light emitting diode light source 310 for illuminating the red light (R) is Transmitted or reflected by the three-polarization beam splitter 343 and the red light-silicon liquid crystal panel 361, the light flows through the third color filter 353, and is then reflected and projected onto the screen 380 through the projection lens 370. The green light G emitted from the light emitting diode light source 310 illuminating the green light G is transmitted or reflected by the first polarization beam separator 341 and the green light-silicon liquid crystal panel 362 so as to transmit the third color filter. After proceeding to 353, the light is transmitted and projected onto the screen 380 through the projection lens 370.

그러므로, 보다 간단한 구성으로 상기 실리콘액정패널(360)로 입사되는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보하게 된다.Therefore, in a simpler configuration, the left and right images incident on the silicon liquid crystal panel 360 are accommodated, and the polarization direction is changed to reflect the light so that the amount of light is twice as bright as the left and right polarizations are used.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시 예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. And will be apparent to those skilled in the art to which the invention pertains.

310 : 광원 320 : 글라스로드(glass rod)
330 : 조명렌즈
340 : 편광빔분리기(PBS:Polarizing Beam Splitter)
341 : 제1편광빔분리기 342 : 제2편광빔분리기
343 : 제3편광빔분리기 350 : 컬러필터
351 : 제1컬러필터 352 : 제2컬러필터
353 : 제3컬러필터 354 : 제4컬러필터
360 : 실리콘액정패널(LCOS : Liquid Crystal on Silicon)
361 : 적색광용실리콘액정패널 362 : 녹색광용실리콘액정패널
363 : 청색광용실리콘액정패널 364 : 적,청색광용실리콘액정패널
370 : 투사렌즈 380 : 스크린
390 : 컬러휠 M : 미러
L : 렌즈
310: light source 320: glass rod
330: Illumination lens
340: Polarizing Beam Splitter (PBS)
341: first polarizing beam separator 342: second polarizing beam separator
343: third polarization beam separator 350: color filter
351: first color filter 352: second color filter
353: third color filter 354: fourth color filter
360: Liquid Crystal on Silicon (LCOS)
361: red light silicon liquid crystal panel 362: green light silicon liquid crystal panel
363: Blue light silicon liquid crystal panel 364: Red and blue light silicon liquid crystal panel
370: Projection Lens 380: Screen
390: color wheel M: mirror
L: Lens

Claims (16)

광원과, 상기 광원으로부터 생성된 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드와, 글라스로드를 통과한 균일한 광을 조명하는 조명렌즈와, 조명된 광을 색깔에 따라 분리하는 컬러필터와, 투과 혹은 반사된 컬러광을 편광성분에 대해 P편파는 투과시키고, S편파는 반사시켜 분리하는 편광빔분리기와, 분리된 적색광,녹색광,청색광을 영상신호로 형성하고, 편광의 방향을 바꾸어 내보내는 실리콘액정패널과, 상기 실리콘액정패널에서 형성된 영상신호를 스크린에 투영하는 투사렌즈를 포함하여 이루어지는 입체광학엔진에 있어서,
상기 광원은 백색광 램프 또는 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드로 형성되고, 상기 편광빔분리기는 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기로 2개가 배치되며, 상기 편광빔분리기의 주변으로는 입사되는 조명광을 투과 또는 반사시켜 적색광,녹색광,청색광을 단색광으로 분리하여 색순도를 높이는 복수개의 컬러필터가 배치되고, 상기 편광빔분리기 또는 컬러필터의 주변으로는 상기 실리콘액정패널이 복수개로 배치되어, 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
A light source, a glass rod for uniformly forming the light generated from the light source in a plurality of total reflections, an illumination lens for illuminating uniform light passing through the glass rod, a color filter for separating the illuminated light according to color; Polarized beam splitter that transmits the reflected or reflected color light to the polarization component and reflects and separates the S polarization, and silicon that separates the red, green, and blue light into an image signal, and changes the direction of polarization. In a stereo optical engine comprising a liquid crystal panel and a projection lens for projecting the image signal formed in the silicon liquid crystal panel on the screen,
The light source is formed of a white light lamp or a light emitting diode capable of realizing white light, and two polarizing beam splitters are disposed as a first polarizing beam splitter and a second polarizing beam splitter, and illumination light incident to the periphery of the polarizing beam splitter. And a plurality of color filters for enhancing color purity by separating red light, green light, and blue light into monochromatic light. The plurality of silicon liquid crystal panels are disposed around the polarization beam separator or the color filter, and thus are transmitted or reflected. A three-dimensional projection optical engine using an Elcos image panel, characterized in that it accepts both the left and right images, and changes the polarization direction to reflect them so that they can be used without discarding the left and right polarizations.
청구항 1에 있어서, 상기 제2편광빔분리기와 컬러필터 사이 또는 상기 광원과 글라스로드 사이에는 입사되는 광을 선택적으로 투과시키는 컬러휠이 형성되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.The stereoscopic projection optical engine of claim 1, wherein a color wheel for selectively transmitting incident light is formed between the second polarization beam splitter and the color filter or between the light source and the glass rod. 청구항 1에 있어서, 상기 실리콘액정패널은 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기의 측부분으로 각 2개씩 총 4개가 배치되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.The three-dimensional projection optical engine of claim 1, wherein four silicon liquid crystal panels are arranged on each side of the first polarizing beam separator and the second polarizing beam separator. 청구항 1에 있어서, 상기 광원이 발광다이오드로 형성 배치될 경우, 상기 제2편광빔분리기의 주변 3방향으로는 복수의 컬러필터가 각 1개씩 3개가 배치되고, 상기 제1편광빔분리기의 주변으로는 2개의 녹색광용실리콘액정패널이 형성되며, 상기 컬러필터 주변으로는 적색광용실리콘액정패널과, 청색광용실리콘액정패널이 각 2개씩 4개가 형성되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.The method according to claim 1, wherein when the light source is formed of a light emitting diode, a plurality of color filters are arranged in each of three directions in the peripheral three directions of the second polarizing beam splitter, each of which is arranged around the first polarizing beam splitter. The two green light silicon liquid crystal panel is formed, and the three-dimensional projection using the Elcos image panel, characterized in that the red light silicon liquid crystal panel and the blue light silicon liquid crystal panel, each of which is formed of two each of the two blue light silicon liquid crystal panel. Optical engine. 청구항 1에 있어서, 상기 광원이 백색광 램프로 형성될 경우, 상기 제2편광빔분리기의 사방으로는 상기 컬러필터가 일측면부 마다 1개씩 4개가 배치되고, 상기 제1편광빔분리기의 일측으로는 상기 복수의 컬러필터 중, 어느 하나를 통해 입사되는 광을 투과시키는 더미프리즘블럭이 형성되며, 상기 더미프리즘블럭과 제1편광빔분리기의 일측으로는 진행하는 광의 경로를 바꾸기 위한 복수의 미러와 상기 미러 사이에는 조명보조렌즈가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기와 복수의 컬러필터 측부분으로는 각 2개씩 6개의 실리콘액정패널이 부가 배치되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.The method of claim 1, wherein when the light source is formed of a white light lamp, four color filters are disposed in one side of each side of the second polarization beam separator, and one side of the first polarization beam separator is disposed. Among the plurality of color filters, a dummy prism block for transmitting light incident through one of the plurality of color filters is formed, and a plurality of mirrors and a plurality of mirrors for changing the path of the light propagating toward one side of the dummy prism block and the first polarization beam splitter An illumination auxiliary lens is formed therebetween, and the first and second polarizing beam splitters and the plurality of color filter side parts include six silicon liquid crystal panels, each of which is provided with two silicon liquid crystal panels. Stereoscopic projection optical engine. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 컬러휠은 중앙을 기준으로 반은 청색필터로 형성되고 나머지 반은 적색필터로 형성되거나, 또는 중앙을 기준으로 반은 녹색과 청색이 투과하고, 나머지 반은 녹색과 적색이 투과하도록 필터코팅되는 것 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.The color wheel of claim 1 or 2, wherein the color wheel is formed with a half blue filter and the other half is formed with a red filter, or half of green and blue light is transmitted, and the other half is green and green. Three-dimensional projection optical engine using the Elcos image panel, characterized in that made of any one of the filter coating to transmit red. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서, 상기 실리콘액정패널의 일측 또는 편광빔분리기와, 컬러필터의 사이에는 진행하는 주광선의 집광을 위한 렌즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.The stereoscopic projection optical engine using an Elcos image panel according to claim 1 or 4, wherein a lens for condensing the chief rays of light is formed between one side of the silicon liquid crystal panel or the polarization beam separator and the color filter. . 청구항 1 또는, 청구항 4 또는 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컬러필터는 녹색광은 반사하고 적색광과 청색광은 투과하도록 형성하거나 또는 적색광과 청색광은 반사하고 녹색광은 투과하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.The method of claim 1, wherein the color filter is configured to reflect green light and transmit red and blue light or to reflect red and blue light and transmit green light. 3D projection optical engine using course image panel. 광원과, 상기 광원으로부터 생성된 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드와, 글라스로드를 통과한 균일한 광을 조명하는 조명렌즈와, 조명된 광을 색깔에 따라 분리하는 컬러필터와, 투과 혹은 반사된 컬러광을 편광성분에 대해 P편파는 투과시키고, S편파는 반사시켜 분리하는 편광빔분리기와, 분리된 적색광,녹색광,청색광을 영상신호로 형성하고, 편광의 방향을 바꾸어 내보내는 실리콘액정패널과, 상기 실리콘액정패널에서 형성된 영상신호를 스크린에 투영하는 투사렌즈를 포함하여 이루어지는 입체투사광학엔진에 있어서,
상기 광원은 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED)로 형성되고, 상기 편광빔분리기와 컬러필터는 1개 또는 2개로 배치되며, 상기 편광빔분리기의 측부분으로는 상기 실리콘액정패널이 복수개로 배치되어, 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
A light source, a glass rod for uniformly forming the light generated from the light source in a plurality of total reflections, an illumination lens for illuminating uniform light passing through the glass rod, a color filter for separating the illuminated light according to color; Polarized beam splitter that transmits the reflected or reflected color light to the polarization component and reflects and separates the S polarization, and silicon that separates the red, green, and blue light into an image signal, and changes the direction of polarization. In a three-dimensional projection optical engine comprising a liquid crystal panel and a projection lens for projecting the image signal formed in the silicon liquid crystal panel on the screen,
The light source is formed of a light emitting diode (LED) capable of realizing white light, and the polarizing beam separator and the color filter are disposed in one or two, and the silicon liquid crystal panel is disposed in a plurality of side portions of the polarizing beam separator. 3D projection optical engine using the Elcos image panel, which accommodates both transmitted and reflected left and right images, and changes the polarization direction to reflect them so that they can be used without discarding the left and right polarizations. .
청구항 9에 있어서, 상기 발광다이오드(LED)는 적색광,녹색광,청색광이 한방향에서 동시에 조사되도록 배치되거나, 또는 녹색광은 일측방향에서 적색광 및 청색광은 타일측 방향에서 상호 직각을 이루면서 교차하여 조사되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.The method of claim 9, wherein the light emitting diodes (LEDs) are arranged so that red light, green light, and blue light are simultaneously irradiated in one direction, or green light is arranged so that red light and blue light are crossed at right angles to each other in a tile direction. A three-dimensional projection optical engine using an Elcos image panel, characterized in that. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 발광다이오드(LED)는 적색광,녹색광,청색광이 한방향에서 동시에 조사되도록 배치될 경우, 상기 편광빔분리기와 컬러필터는 상호 대향하여 각 2개로 배치되고, 녹색광 발광다이오드는 일측방향에서 적색광 및 청색광 발광다이오드는 타일측 방향에서 상호 직각을 이루면서 교차하여 조사되도록 배치될 경우, 상기 편광빔분리기는 2개로 배치되고, 컬러필터는 1개로 배치되거나, 또는 상기 편광빔분리기와 컬러필터가 각 1개로 배치되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.The light emitting diodes (LED) of claim 9 or 10, when the red light, the green light, and the blue light are arranged to be irradiated simultaneously in one direction, the polarizing beam splitter and the color filter are disposed to face each other, and the green light emitting diodes When the red light and blue light emitting diodes in one direction are arranged to cross and irradiate at right angles to each other in the tile direction, the polarizing beam separators are arranged in two, and the color filters are arranged in one, or the polarizing beam separators A three-dimensional projection optical engine using the Elcos image panel, characterized in that the color filter is arranged in each one. 청구항 11에 있어서, 상기 편광빔분리기는 큐브형 또는 격자무늬 평판형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.12. The stereoscopic projection optical engine of claim 11, wherein the polarizing beam separator is formed in a cube shape or a grid pattern flat plate shape. 광원과, 상기 광원으로부터 생성된 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드와, 글라스로드를 통과한 균일한 광을 조명하는 조명렌즈와, 조명된 광을 색깔에 따라 분리하는 컬러필터와, 투과 혹은 반사된 컬러광을 편광성분에 대해 P편파는 투과시키고, S편파는 반사시켜 분리하는 편광빔분리기와, 분리된 적색광,녹색광,청색광을 영상신호로 형성하고, 편광의 방향을 바꾸어 내보내는 실리콘액정패널과, 상기 실리콘액정패널에서 형성된 영상신호를 스크린에 투영하는 투사렌즈를 포함하여 이루어지는 입체투사광학엔진에 있어서,
상기 편광빔분리기는 제1편광빔분리기, 제2편광빔분리기 및 제3편광빔분리기로 형성되고, 상기 제3편광빔분리기의 일측으로는 제1,2 컬러필터가 배치되며, 상기 제1,2,3편광빔분리기의 사이에는 입사되는 적색광, 녹색광, 청색광의 조명을 선택하여 반사 또는 투과하는 제3컬러필터가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기의 일측으로는 반사하여 진행하는 광의 경로를 바꾸기 위한 미러가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기와 제3편광빔분리기의 측부분으로는 적색광용실리콘액정패널과, 녹색광용실리콘액정패널과, 청색광용실리콘액정패널을 각 2개씩 총 6개를 형성하여 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
A light source, a glass rod for uniformly forming the light generated from the light source in a plurality of total reflections, an illumination lens for illuminating uniform light passing through the glass rod, a color filter for separating the illuminated light according to color; Polarized beam splitter that transmits the reflected or reflected color light to the polarization component and reflects and separates the S polarization, and silicon that separates the red, green, and blue light into an image signal, and changes the direction of polarization. In a three-dimensional projection optical engine comprising a liquid crystal panel and a projection lens for projecting the image signal formed in the silicon liquid crystal panel on the screen,
The polarizing beam splitter is formed of a first polarizing beam splitter, a second polarizing beam splitter, and a third polarizing beam splitter, and a first and second color filters are disposed on one side of the third polarizing beam splitter. A third color filter is formed between the 2nd and 3rd polarization beam splitters to select and reflect or transmit the incident red, green, and blue light, and the light path reflecting and traveling toward one side of the first polarization beam splitter is formed. A mirror for changing is formed, and the side portions of the first polarization beam separator, the second polarization beam separator, and the third polarization beam separator are red silicon liquid crystal panels, green silicon liquid crystal panels, and blue light silicon liquid crystal panels. It consists of 6 pieces each, which accepts both the left and right images transmitted or reflected and changes the polarization direction to reflect them so that they can be used without discarding the left and right polarizations. Stereoscopic projection optical engine uses a panel of images ELLE course.
청구항 13에 있어서, 상기 제3컬러필터는 녹색광은 투과시키고, 적색광과 청색광은 반사시키는 X큐브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.The stereoscopic projection optical engine of claim 13, wherein the third color filter comprises an X-cube that transmits green light and reflects red and blue light. 청구항 13에 있어서, 상기 광원은 백색광 램프 또는 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.The stereoscopic optical engine of claim 13, wherein the light source is formed of any one of a white light lamp and a light emitting diode capable of implementing white light. 청구항 15에 있어서, 상기 발광다이오드로 형성되는 광원은 상기 제1편광빔분리기로 녹색광이 입사되도록 배치되고, 상기 제2편광빔분리기로는 청색광이 입사되도록 배치되며, 상기 제3편광빔분리기로는 적색광이 입사되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
The light source of claim 15, wherein the light source formed of the light emitting diode is disposed to allow green light to enter the first polarization beam splitter, and to allow blue light to enter the second polarization beam splitter, and the third polarization beam splitter includes: A three-dimensional projection optical engine using an Elcos image panel, characterized in that the red light is arranged to be incident.
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