KR970004234Y1 - 액정프로젝터의 조명장치 - Google Patents

Abstract

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Description

액정프로젝터의 조명장치

제1도는 통상의 액정프로젝터 광학계의 구성도

제2도는 종래의 반사경에 의한 집광 상태도

제3도는 제1도 광원부 램프의 상세 구성도

제4도는 제2도 반사경의 구성도

제5도는 본 고안의 반사경에 의한 집광상태도

제6도는 타윈경에 의한 집광상태도

제7도는 제6도의 타원경의 수직, 수평 방향의 수효 크기 설명도

제8도는 구면경의 집광상태도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10' : 타원경 10 : 구면경

3' : 액정

본 고안은 액정프로젝터의 조명장치에 관한 것으로, 특히 타원경을 이용하여 밝기를 증가시킬 수 있도록한 액정프로젝터의 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정프로젝터의 조명장치는 제1도에 도시한 바와 같이, 화상부를 구성하는 수광소자인 액정(3)에 광원부(1)로부터 발산된 빛을 조사하기 위한 집광렌즈(2)로 구성된 집광부와, 상기 액정(3)의 화상을 스크린(screen)(5)에 상에 확대, 투사시키는 투사렌즈(4)로 구성되며, 이러한 조명장치를 갖는 액정프로젝터는 작은 면적에 조사된 광을 스크린(5)상에 확대투과해야 하기 때문에 상기 스크린(5) 상에서의 조도가 크게 저하되므로 화면의 밝기를 유지하기 위해서는 상기 액정(3)의 화면에 가능한 한 많은 빛을 조사하여야 하는데, 종래에 주로 사용되는 집광구조는 제2도에 도시한 바와 같이 반사경으로써 포물경을 사용하고 있으며, 광원부(1)는 제3도에 도시한 바와 같이 발광부를 이루는 두개의 전극(13, 14) 사이에 길이는 150w의 경우 약 5㎜고, 두번째 전극(14)로부터 램프 끝까지의 길이 ⓒ는 10㎜∼20㎜이며, 반사경 접합부의 높이는 약 10㎜이다.

그리고 상기 포물경(10)은 촛점에서 발광되는 빛이 반사경에 의해 광축에 평행하게 반사되는 특성을 나타내며, 촛점 앞에서 발광된 빛은 광축으로 수렴되므로, 광세기는 중심부가 크고 주변부는 중심부의 약30% 정도를 갖도록 분포되는데, 이런 경우에 있어서 사람의 눈이 밝기의 층을 느끼지 않으므로 투사렌즈에 의해 투사된 화면은 균일한 밝기를 보여준다.

한편 상기 광원의 위치를 포물경의 뒷단으로 이동시키면 촛점 뒤에서 발광하는 빛은 포물경에 의해 광축으로부터 벗어나는 크기의 광로를 그림으로써 상기 액정을 벗어나게 되어 밝기가 저하되는데, 이러한 포물경의 경면의 단면은 제4도에 도시한 바와 같으며, 이때 α1은 촛점에서 호울(hole)을 바라보는 각도이고, α2는 반사경의 외곽을 바라보는 각도이며, α2-α1의 각도 범위로 발광되는 빛만이 반사되어 전면으로 반사되며, 반사경 크기의 반경 D는 통상 액정 절반 크기의 1.3배로써 집광효율을 최대로 하는 크기이며 이 이상의 경우에는 광학계의 크기만 커질뿐 집광효율의 증가는 기대할 수 없다.

그러나 최근 P-Si형 액정이 생산됨에 따라 a-Si형 액정 대비 30만 화소급 액정의 크기가 3인치에서 1.5인치 이하로 대폭 축소되었으나, 상기 광원부에 사용되는 램프의 소형화가 함께 이루어지지 못함으로써 소형 액정를 사용하는 액정프로젝터의 경우 종래와 같은 포물경을 사용하면 D가 작아지고, 동일한 포커스 길이를 사용하면 α2가 작아지게 되어 광효율이 저하되고, 상기 α2를 유지하기 위해 광원부로부터 발광된 광이 y축과 접하는 점까지의 길이(f)를 줄이면 아크 또한 이동함으로써 α1이 커지게 되어 광효율이 저하되며, 상기 α1의 크기는 효율의 반경(H)를 축소하면 줄일 수 있으나 이또한 어려움이 많다.

즉, 종래의 기술에 의하면 다음의 포물경에 있어서의 H가 5㎜인 경우 f별 α2-α1값은 표1에서 볼 수 있는 바와 같이 액정이 3인치에서 1.5인치로 작아지면 전면으로 반사되는 광의 각도(α2-α1)가 줄어든 이 광효율이 저하되는 문제점이 있다.

[표 1]

따라서 본 고안의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 타원경을 이용하여 밝기를 증가시킴으로써 소형 액정을 사용하는 액정프로젝터에서의 집광효율을 향상시킬 수 있는 액정프로젝터의 조명장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 액정프로젝터의 조명장치는 램프에서 반사되는 빛을 액정방향으로 반사시키기 위한 타원형 반사경과 상기 타원경 반사경 외면에 부착된 구면경으로 이루어진 광원부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안을 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.

본 고안의 액정프로젝터의 조명장치의 광원부는 제5도에 도시한 바와 같이 광원부의 중앙에 타원경(10')과 타원경(10')의 외곽부의 상하에 구면경(10)이 배열되는데, 상기 타원경(10')의 경우 제6도에 도시한 바와 같이 타원경의 한 촛점(f)에서 발광된 빛은 타원경에 의해 반사되어 또다른 촛점(f')에 수렴되므로, 종래의 포물경과는 달리 액정의 크기에 따른 타원경의 크기(D)의 제한이 감소되며, 액정이 크기, 장단축의 길이 및 램프면으로부터의 액정까지의 거리등의 여러가지 변수를 조절하여 광효율을 증가시킬 수 있다.

그리고 상기 타원경은 장단축의 길이를 달리함으로써 촛점의 위치를 반사경 뒷면으로부터 이동하는 것이 가능하기 때문에 반사경 효율에 의한 광손실을 줄일 수 있으며, 이러한 타원경의 의한 1.5인치 정도의 소형액정에서의 α2-α1값은 표2,표3에서 볼 수 있는 바와 같이, 증대됨을 알 수 있다.

[표 2] (제1타원경(H=5㎜, D = 40㎜, fp = 10㎜)의 f별 α2-α1값

[표 3] (제2타원경 (H = 5㎜, D = 30㎜, fp = 5㎜)의f별 α2-α1값)

상기 두 표에서 α2-α1값을 보면 포물경을 사용한 소형 액정 보다 큼을 알 수 있으며, 제6도의 하단부에서 볼 수 있듯이 타원경의 의한 집광현상이 반사경에 의해 반사된 빛이 광축에 대하여 수렴되고 있는 구조이므로 광축근처에서 반사되는 빛은 램프의 기구적 요인에 의해 차단되는 현상이 발생될 수 있는데, 이러한 경우 액정에서의 집광에 의한 광분포는 중심부가 어둡게 된다.

즉, 제7도에 도시한 바와 같이 수직방향에 대해 액정 내로 빛을 입사키키지 못하는 무효한 영역(B)이 발행하며, 따라서 타원경의 수직부분에 있어서 빗금친 부분을 잘라내도 광효율상에는 아무런 변화가 없으므로, 상기와 같은 현상을 방지하기 위해 상기 타원경의 수직상하의 무효경면(빗금친 부분)을 잘라내고 구면경을 설치함으로써 제8도에 도시한 바와 같이 타원경의 초점(a)에서 발광된 빛중 잘린 부분으로 방사되는 빛이 액정의 중심부(c)로 포커싱됨으로서 제5도에 도시한 바와 같이 액정 중심부에 광분포를 높일 수 있다.

이상에서와 같이 본 고안에 의하면 타원경과 구면경을 이용하여 밝기를 증가시킴으로써 소형 액정을 사용하는 액정프로젝터에서의 집광효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 소형 액정을 사용하는 액정프로젝터 조명계에 있어서, 백색광을 방사하는 램프와, 상기 램프에서 반사되는 빛을 액정방향으로 반사시키기 위한 타원형 반사경과, 상기 타원형 반사경 외면에 부착되어 상기 액정의 중앙부분으로 빛을 모아주기 위한 구면경을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정프로젝터의 조명장치.