KR930003960B1 - 편광빔 제너레이터 및 그 편광빔 제너레이터를 이용한 lcd프로젝터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

편광빔 제너레이터 및 그 편광빔 제너레이터를 이용한 LCD프로젝터

제1도는 본 발명에 의한 편광빔 제너레이터의 구성을 보인 사시도.

제2도는 동상의 구성을 보인 정면도.

제3도는 본 발명의 편광빔 제너레이터에 따른 LCD 프로젝터의 측면도.

제4도 및 제5도는 일반적인 평광기구의 사시도로서, 제4도는 편광판.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 편광빔분리기 2,3,4,5 : A,V,C,D반사미러

10 : 편광빔제너레이터 11 : 볼록실린더렌즈

12 : 오목실린더렌즈

본 발명은 편광빔 제너레이터(generator) 및 편광빔 제너레이터를 이용한 LCD프로젝터에 관한 것으로, 특히 광원의 이용효율을 향상시켜 소비전력을 감소시킬 수 있게한 편광빔 제너레이터 및 그 편광빔 제너레이터를 이용한 LCD 프로젝터에 관한 것이다.

일반적으로 편광기구인 편광판 및 편광프리즘은 광원의

정도만 투과하여 원하는 편광빔을 얻도록 구성되어 있는 바, 이를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제4도에 도시한 바와같은 편광판(21)은 편광축방향(22)이 y축방향이므로 광원에서의 빔진행방향이 x,y축방향(x)(y)일 경우, 편광축이 y축방향(y)인 광원을 투과하에 되어, y축방향의 편광빔(23)만 얻게되며, 또한 제5도에 도시한 바와 같이 편광프리즘(24)은 광운에서의 빔진행방향이 x,y축방향(x),(y)일 경우, x,y축방향(x),(y)으로 각각 분리된 편광빔(25)(25')을 얻게된다.

그러나 상기한 바와같은 전자의 경우에는 편광판(21)의 편광축방향(22)과 수직인 x축방향(x)의 빔은 편광판(21)에 반사, 흡수, 또는 산란현상에 의하여 소멸되며, 또한 후자의 경우에는 원하는 편광방항향의 빔만 얻고 원하지 않는 편광방향의 빔은 버리게 되므로 편광빔의 광원효율이 50% 정도밖에 미치지 못하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 광원에서의 x,y축 방향의 빔을 모두 한 방향의 편광빔으로 전환하여 광원효율을 2배로 향상시킴으로서 소비전력을 감소시킬 수 있도록 구성한 것인 바, 이를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 편광빔 제너레이터의 구성을 보인 사시도이고, 제2도는 동상의 구성을 보인 정면도로서, 이에 도시한 바와같이 본 발명에 의한 편광빔 제너레이터는 편광빔 분리기(polarizing beam splitter)(1)와, 수개의 A,B,C,D 반사미러(2),(3),(4),(5)로 구성되어 있다.

상기 편광빔 분리기(1)는 두 직각삼각형프리즘의 사면(hypotenuse-face)이 서로 마주보게 접착고정된 구조로 되어 있으며, 그 접착면(6)에는 복수다층다이일렉트릭필름(dielectrice film)으로 코팅처리가 되어 있다.

상기 편광빔 분리기(1)의 폭을 a, 높이를 b, 너비를 c라 할 경우, a,b평면을 투과빔 평면(또는 P편광빔평면), bc 평면을 반사빔 평면(또는 S편광빔 평면)이라 할 수 있으며, 상기 A반사미러(2)는 반사빔을 수직으로 반사시키기위하여 bc 평면의 하부모서리에 소정경사각으로 배치되고, 그 상측부에는 A반사미러(2)에 의하여 반사된 빔을 연속적으로 수직으로 반사시키는 B,C반사미러(3),(4)가 소정각도로 배치되며, 상기 ab 평면의 상부모서리에는 D반사미러(5)가 소정각도로 배치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 A,B,C반사미러(2),(3),(4)의 크기는 가로 x 세로=

의 등식이 성립되고, D 반사미러(5)의 크기는 가로×세로=

의 등식이 성립되도록 한다.

도면중 미설명 부호 P는 P편광빔, P'는 투과편광이 이루는 경계(boundary), S는 S편광빔, S'는 A,B,C,D 반사미러(2),(3),(4),(5)에 의한 반사편광빔이 이루는 경계를 보인것이다.

이와같이 구성되는 본 고안에 의한 편광빔 제너레이터의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시한 바와같이 광원에서의 빔진행방향이 x,y축방향(x),(y)일 경우, 비편광빔(unpolarized beam)이 편광빔 분리기(1)의 입사면에 거의 수직으로 입사하게 되면, 접착면(6)에서 서로 수직인 편광방향을 가지는 두 편광빔, 즉 S편광과, P편광으로 분리되며, 그 S,P편광빔(S),(P)은 편광빔 분리기(1)의 두 출사면, 즉 bc평면과 ab평면으로 각각 출사된다.

이때, P편광빔(P)은 광원의 입사방향과 동일한 방향으로 출사되고, S편광빔(S)은 A반사미러(2)에 각각 반사되고, 다시 B,C반사미러(3),(4)에 직각에 반사되며, 마지막으로 D 반사미러(5)에 직각반사되는 동시에 P편광빔(P)과 동일한 편광방향의 빔으로 전환되어 광원에서의 x,y축방향(x),(y)빔을 모두 한 방향인 x축방향(x)의 P편광빔(P)으로 얻을 수 있게 되는 것이다.

한편, 제3도는 본 발명에 의한 편광빔 제너레이터를 LCD프로젝터에 적용에 일실시예를 보인 것으로, 편광빔 제너레이터(10)와 콘덴서렌즈(11)의 사이에 볼록실린더렌즈(12)와, 오목실린더렌즈(13)를 설치하여 구성한 것이다.

도면중 미설명 부호 14는 램프, 15는 비구면반사경, 16,17은 구면반사경, 18은 필터, 19는 LCD, 20은 프로젝터렌즈를 보인 것이다.

이와같은 본 발명에 의한 LCD프로젝터는 편광빔 m부분의 광량밀도가 광로정(optical pass length)이 길기때문에 편광빔 n부분의 광량밀도에 비하여 어느정도 감소하게 되며, 이때 볼록실린더렌즈(11) 및 오목실린더렌즈(12)의 설계시 편광빔 m부분이 통과하는 볼록실린더렌즈(11)의 파워를 보다 크게하고, 오목실린더렌즈(12)의 부파워를 더욱 작게 하여, m부분의 면적을 n부분의 면적에 비해 볼록실린더렌즈(11) 및 오목실린더렌즈(12)의 투과후 보다 축소되게 함으로써 광량밀도의 균일화를 이룰 수 있다.

이상에서는 LCD프로젝터를 그 실시예로 하였으나, 이에 한정하지 않고 입체용 프로젝터등에도 적용할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 광원의 빔을 모두 이용할 수 있으므로 광원효율이 2배로 증가되는 이점이 있게되며, 이에따라 광원의 파워를

로 감소시켜 소비전력을 감소시키는 효과가 있게 된다.

Claims (4)

1. 편광빔 분리기(1)와, 그 편광빔 분리기(1)에서 출사된 P,S편광빔(P),(S)중 하나의 빔진행방향을 다른 하나의 빔진행방향과 일치시키기 위한 수개의 A,B,C,D반사미러(2),(3),(4),(5)로 구성하되 상기 편광빔 분리기(1)의 폭을 a, 높이를 b, 너비를 c라 할경우, bc면의 하측모서리 및 ab면의 상측 모서리에 A,D반사미러(2)(5)를 소정경사각도를 설치하고, 그 상측부에 A반사미러(2)에 의하여 반사된 빔을 D반사미러(5)로 반사시키는 B,C반사미러(3),(4)를 소정각도로 설치하여 구성함을 특징으로 하는 편광빔 제너레이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 A,B,C반사미러(2),(3),(4)의 크기는 가로×세로=

   

   의 등식이 성립되고, D반사미러(5)의 크기는 가로×세로=

   

   의 등식이 성립되도록 구성된 것을 특징을 하는 편광빔 제너레이터.
3. 램프(14), 비구면반사경(15), 전, 후 환띠모양의 구면반사경(16),(17), 필터(18), 콘덴서렌즈(13), LCD(19), 프로젝션렌즈(20)등으로 구성되는 통상적인 LCD프로젝터에 있어서, 상기 필터(18)의 후방에 편광빔 분리기(1)와, 편광빔 분리기(1)에서 출사된 P,S편광빔(P),(S)중 하나의 빔진행방향을 일치시키기 위한 수개의 A,B,C,D반사미러(2),(3),(4),(5)로 구성되는 편광빔 제너레이터(10)를 설치하고, 그 편광빔 제너레이터(10)와 콘덴서렌즈(13)의 사이에 볼록실린더렌즈(11)와 오목실린더렌즈(12)를 배치하여 구성함을 특징으로 하는 편광빔 제너레이터를 이용한 LCD프로젝터.
4. 제3항에 있어서, 상기 볼록실린더렌즈(11) 및 오목실린더렌즈(12)의 파워 분배를 렌즈대칭축을 중심으로 각각 다르게 하여 광량밀도를 균일하도록 구성한 것을 특징으로 하는 편광빔 제너레이터를 이용한 LCD프로젝터.

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