KR20210007287A - 액정 프로젝터의 광원 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광손실을 최소화할 수 있는 액정 프로젝터의 광원에 관한 것이다.
본 발명의 액정프로젝터 광원은 광빔을 발생하는 램프와; 상기 램프로부터의 광빔을 한 방향으로 진행되게 전반사시키는 포물반사경과; 상기 램프의 수평중심축의 중심점에서 상기 포물반사경의 끝점으로 연장되는 직선이이루는 각을 포함하는 영역까지 형성되어, 상기 램프에서 방사되어 상기 포물반사경을 벗어나는 각으로 진
행하는 광들을 상기 포물반사경 쪽으로 되반사시키기 위한 반사면을 구비하는 것을 특징으로 한다 이에 따라, 방전램프관의 일부분에 형성된 반사면을 이용하여 포물반사경을 벗어나게 될 광선들을 포물반사경쪽으로 되반사시킴으로써 손실광을 최소화할 수 있게 된다.

Description

액정 프로젝터의 광원 {light source of liquid crystal projector}

광빔을 발생하는 램프;상기 램프로부터의 광빔을 한 방향으로 진행되게 전반사시키는 포물반사경; 및상기 램프의 수평중심축의 중심점에서 상기 포물반사경의 끝점으로 연장되는 직선이 이루는 각을 포함하는 영역까지 형성되어, 상기 램프에서 방사되어 상기 포물반사경을 벗어나는 각으로 진행하는 광들을 상기 포물반사경 쪽으로 되반사시키기 위한 반사면을 포함하여 이루어지는 액정프로젝터의 광원.

발명은 액정 프로젝터의 광원에 관한 것으로, 특히 광손실을 최소화할 수 있는 액정 프로젝터의 광원에 관한 것이다.

최근 들어, 화면크기에 제한이 있고 시스템의 크기가 큰 음극선관 디스플레이를 대체하여 두께가 얇으면서 대화면을 구현할 수 있는 평판 디스플레이로서 소화면 화상을 대형 스크린에 확대투사시키는 프로젝터가 각광받고 있다. 프로젝터는 소화면 화상을 구현하는 디스플레이로서 음극선관 또는 LCD(Liquid Crystal Displa

y)를 채용하고 있으나 박형화 추세에 대응하여 LCD를 사용하는 액정 프로젝터가 대두되고 있다. 액정프로젝터에는 통상 투과형 또는 반사형 LCD가 사용된다. 액정프로젝터는 소형 경량화 및 고휘도화를 기본축으로 발전하고 있고, LCD 패널은 고개구율과 고해상도를 기본 축으로 발전하고 있다. 이러한 고해상도, 소형화 및

저가격화의 액정프로젝터 흐름에 부응하기 위하여 최근에는 반사형 LCD 패널을 사용하고자 하는 추세에 있다.

액정프로젝터는 밝은 환경하에서 선명한 화면을 볼 수 없는 문제점을 많이 극복할 수 있도록 개선되어지고 있다. 예를 들면, 광원으로 사용되는 램프가 작은 발광 크기를 갖도록 개선되고 있고, 광원으로부터 발생한 광을 하나의 선편광으로 변환하는 편광 변환계와 고개율을 갖는 액정패널을 채용하여 광효율이 향상되게 하고

있다. 또한, 액정패널의 내부에 화소단위의 마이크로렌즈를 부착하여 액정패널 화소의 기하학적 개구율보다광로가 통과하는 유효 개구율을 향상시켜 광효율이 향상되게 하고 있다. 이러한 발전에도 불구하고 프로젝터는 여전히 음극선관과 같은 선명한 화상을 제공하지 못하므로 광효율을 더욱 향상시켜야하는 과제를 안고 있다. 종래의 고효율 액정 프로젝터의 조명계에 대한 구성이 도시되어 있다. 의 액정 프로젝터 조명계는 광원과 집광렌즈 사이의 광경로 상에 나란하게 배치된 제1 및 제2 플라이아이렌즈(Flyeye lens; )와, 편광분리 어레이(Polarizing Beam Spriter Array; 이하 'PBS 어레이'라 한다, 구비한다. 광원은 발광크기가 작은 아크발광 램프와 그 램프를 감싸는 형태로 설치된 포물반사경을 구비한다.

램프에서 아크발광으로 발생된 백색광은 포물반사경에서 전반사되어 준평행광 형태로 제1 플라이아이렌즈쪽으로 진행하게 된다. 제1 및 제2 플라이아이렌즈는 매트릭스 형태로 배열된 다수개의 마이크로 렌즈셀들로 구성된다. 제1 플라이아이렌즈는 광원으로부터의 입사광을 렌즈셀 단위로 분할하여 제2 플라이아이렌즈의 각 렌즈셀에 포커싱되게 한다. 제2 플라이아이렌즈는 제1 플라이아이렌즈로부터의 입사

광을 평행광으로 굴절시켜 PBS 어레이로 진행되게 한다. PBS 어레이는 제2 플라이아이렌즈로부터의 입사광을 어느 하나의 광축을 가지는 선편광, 즉 수직선편광과 수평선편광으로 분리한다. 이러한 편광분리를 위하여 PBS 어레이는 입사면 및 출사면 사이에 경사지게 형성된 편광분리면을 가지는 다수개의 PBS 프리즘 막대들로 구성된다. 입사광은 PBS 프리즘 막대의 경사진 편광분리면에서 P편광과 S편광으로 분리되어 S편광은 그대로 출사되는 반면에 P편광은 PBS 어레이의 배면에부분적으로 부착된 1/2파장판(도시하지 않음)에 의해 S편광으로 변환되어 출사되게 된다. 이러한, PBS 어레이에 의해 입사광이 모두 하나의 선편광인 S편광으로 변환됨으로써 광원에서 출사된 대부분의 광이 선편광을 이용하는 액정패널(도시하지 않음)의 화상구현에 이용될 수 있게 된다. 집광렌즈는 PBS 어레이로부터의 S편광을 도시하지 않은 액정패널에 최소의 입사각으로 집속되게 하여 광손실을 방지함과 아울러액정패널을 투과하는 광효율을 향상시키게 된다.

이러한 액정프로젝터 조명계의 광원에서는 많은 양의 광이 액정디스플레이의 화상구현에 사용되지 못하고 손실되어 버린다. 이렇게 광원에서 소모되는 광은 액정프로젝터에서의 광효율 향상을 가로막는 가장 큰 요인가운데 하나이다. 광원에서 광이 손실되는 현상을 상세히 하면에 도시된 바와 같다. 램프에서 방사되어 포물반사경에 도달한 유효광들은 그 포물반사경에서 반사되어 준평행광 형태로 제1 플라이아이렌즈로 진행하게 된다. 그러나, 램프에서 방사되어 포물반사경이 형성되지 않은영역으로 방사되는 무효광들은 액정디스플레이의 화상구현에 이용되지 못하고 손실되어 버린다. 이렇게종래의 액정프로젝터에서는 광원에서 손실되는 무효광들에 의해 광효율이 저하되게 되었다.

본 발명의 목적은 광원에서 손실되는 광을 유효하게 이용하여 광효율을 향상시킬 수 있는 액정 프로젝터의 조명계를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 프로젝터의 광원은 광빔을 발생하는 램프와; 상기 램프로부터의 광빔을 한 방향으로 진행되게 전반사시키는 포물반사경과; 상기 램프의 수평중심축의 중심점에서 상기포물반사경의 끝점으로 연장되는 직선이 이루는 각을 포함하는 영역까지 형성되어, 상기 램프에서 방사되

어 상기 포물반사경을 벗어나는 각으로 진행하는 광들을 상기 포물반사경 쪽으로 되반사시키기 위한 반사면을구비하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 프로젝터 광원은 방전램프관의 일부분에 형성된 반사면을 이용하여포물반사경을 벗어나게 될 광선들을 포물반사경 쪽으로 되반사시킴으로써 손실광을 최소화할 수 있게 된다.

이에 따라, 본 발명에 따른 액정프로젝터 광원은 광효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

기존의 반사경 일체형 프로젝터용 초고압 수은램프로서 램프와 반사경을 접착

램프의 방전부를 반사경의 초점에 위치하도록 고정시킨 후, 램프하우징에

조립하여 사용 하고 있다. 이와 같은 방식은 램프 수명이 완료될 경우, 수명이 완료되지 않은 반사경과 램프하우징까지 동시에 교체해야 하기 때문에 자원의 낭비와 많은 교체 비용이 소요된다. 이를 해결하기 위해 같이 램프에 특정 램프 모양의 가공품을 접착제를 이용하여 램프에 부착한다. 이 때 프로젝터에 램프를 장착 시 램프의 방전부가 반사경의 초점에 위치할 수 있도록 해야 한다. 가공품을 부착한 램프 프로젝터에 장착한 단면을 나타낸 것이다. 반사경과 가공품은 프로젝터에 고정되어 있으며, 가공품은 램프에 부착되어 있는 가공품이 고정될 수 있게 형상을 가공하여야 한다. 램프 수명이 완료되면 가공품과 반사경은 그대로 두고 램프만을 교체할 수 있으며 램프하우징 또한 필요치 않게 된다.

만약 램프 하우징이 반드시 필요한 경우에도 가공품과 반사경을 램프 하우징에 고정한다면 동일하게 램프만을 교체할 수 있다

Claims (1)

1. 광빔을 발생하는 램프상기 램프로부터의 광빔을 한 방향으로 진행되게 전반사시키는 포물반사경; 및상기 램프의 수평중심축의 중심점에서 상기 포물반사경의 끝점으로 연장되는 직선이 이루는 각을 포함하는 영역까지 형성되어, 상기 램프에서 방사되어 상기 포물반사경을 벗어나는 각으로 진행하는 광들을 상기 포물반사경 쪽으로 되반사시키기 위한 반사면을 포함하여 이루어지는 액정프로젝터의 광원