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KR100400369B1 - 화상 투사장치 - Google Patents

화상 투사장치 Download PDF

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KR100400369B1
KR100400369B1 KR10-2000-0084717A KR20000084717A KR100400369B1 KR 100400369 B1 KR100400369 B1 KR 100400369B1 KR 20000084717 A KR20000084717 A KR 20000084717A KR 100400369 B1 KR100400369 B1 KR 100400369B1
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Inventor
이승규
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엘지전자 주식회사
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Priority to US10/026,527 priority patent/US6536902B2/en
Priority to CNB011448482A priority patent/CN1156725C/zh
Priority to EP01131004A priority patent/EP1220549A3/en
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
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Abstract

본 발명은 색순도 및 광효율을 향상시킴과 아울러 박형화할 수 있도록 한 화상 투사장치에 관한 것이다.
본 발명의 화상 투사장치는 광빔을 발생하는 광원과; 광원으로부터 입사되는 광빔을 황색 및 자홍색의 색광으로 순차적으로 분리하는 컬러휠과; 컬러휠로부터 입사된 색광의 광분포를 균일화하기 위한 로드렌즈와; 색광을 특정편광으로 변환시키기 위한 편광 변환장치와; 특정편광으로 변환된 색광을 집광하기 위한 제 1 광학부와; 제 1 광학부로부터 입사된 황색 및 자홍색의 색광에 포함되어 있는 적색광의 편광을 변환시키기 위한 색칼라 선택판과; 색칼라 선택판으로부터 입사되는 색광을 영상신호에 따라 반사하여 화상빔을 생성하기 위한 제 1 및 제 2 화상표시소자와; 제 1 및 제 2 화상표시소자와 색칼라 선택판의 사이에 설치되어 편광 변환된 적색광의 색광을 제 1 화상 표시소자로 공급하고, 그 외의 색광을 제 2 화상 표시소자로 공급하기 위한 편광분리 프리즘과; 화상빔을 확대하여 투사하기 위한 투사렌즈를 구비한다.

Description

화상 투사장치{Projector}
본 발명은 화상 투사장치에 관한 것으로 특히, 색순도 및 광효율을 향상시킴과 아울러 박형화할 수 있도록 한 화상 투사장치에 관한 것이다.
화상 투사장치는 내부의 소형 디스플레이에 구현된 소화상을 투사렌즈를 이용하여 대화면의 스크린에 확대 투사함으로써 대화면의 화상을 표시하게 된다. 이러한 화상 투사장치는 스크린의 전면에 화상이 투사되는 전면 투사방식과 스크린의 후면에 화상이 투사되는 후면 투사방식으로 대별된다. 이 중에서 후자의 대표적인 예로서 프로젝션 텔레비전을 들 수 있다. 그리고, 화상 투사장치에서 소형의 영상을 제공하는 화상 표시소자로는 액정 표시소자(LCD : Liquid Crystal Display) 및 디지털 미세 미러소자(DMD : Digital Micromirror Device) 등이 이용되고 있다. 이중 액정 표시소자는 선편광을 이용하여 화상을 표시하기 때문에 편광 변환 장치가 이용되고 있다.
도 1은 종래의 화상 투사장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 화상 투사장치는 광빔이 발생되는 램프(1)와, 광빔을 램프(1)의 전면으로 반사시키기 위한 포물 반사경(2)과, 포물 반사경(2)으로부터 입사되는 광빔중 S파는 투과시키고 P파는 S파로 변환하여 투과시키기 위한 편광 변환장치와, 편광 변환장치에서 특정편광으로 변환된 광빔을 집광하기 위한 제 1 내지 제 3 조명렌즈(10,12,14)와, 제 3 조명렌즈(14)로부터 입사되는 광빔 중 특정 색광만을 투과시키기 위한 컬러스위치(16)와, 컬러스위치(16)로부터 입력되는 색광을 화상 표시소자(22)로 공급함과 아울러 화상 표시소자(22)로부터 반사된 광빔을 투사렌즈(20)로 공급하기 위한 편광분리 프리즘(18)과, 프리즘(18)으로부터 공급되는 색광을 영상신호에 따라 반사시켜 화상을 표시하는 화상 표시소자(22)와, 화상 표시소자(22)로부터 입력되는 화상빔을 임의의 거리로 확대 투사하는 투사렌즈(20)를 구비한다. 램프(1)에서 발생된 광빔은 포물 반사경(2)에 의해 편광 변환장치로 입사된다. 편광 변환장치는 포물 반사경(2)으로부터 입사되는 광빔 중 S파는 투과시키고 P파는 S파로 변환하여 투과시킨다. 이를 위해, 편광 변환장치는 제 1 렌즈 배열기(4), 제 2 렌즈 배열기(6) 및 제 2 렌즈 배열기(6)의 광 출사면에 대면되는 편광 분리 배열기(8)를 구비한다. 제 1 렌즈 배열기(4) 및 제 2 렌즈 배열기(6)는 P파와 S파를 포함하는 광빔을 다수의 집광점으로 집속한다. 이를 위해 제 1 및 제 2 렌즈 배열기(4,6)는 다수의 렌즈들이 매트릭스 형태로 배열된다. 편광 분리 배열기(8)는 제 2 렌즈 배열기(6)로부터 입사되는 S파는 투과시키고 P파는 S파로 변환하여 투과시키게 된다. 이를 위해 편광 분리 배열기(8)는 도 2와 같이 입사면과 출사면에 대하여 경사지게 형성되는 편광분리면(24) 및 반사면(26)과, 편광분리면(24)의 출사면 부착되는 반파장판(28)을 구비한다. 편광분리면(24)은 제 2 렌즈 배열기(6)로부터 입사되는 백색광 중 P파만을 통과시키고 S파를 반사시킨다. 편광 분리면(24)을 통과한 P파는 반파장판(28)에 의해 S파로 변환되어 출사된다. 한편, 편광 분리면(24)에서 반사된 S파는 반사면(26)에서 반사되어 출사된다. 즉, 편광 분리 배열기(8)를 통과한 P파와 S파를 포함하는 광빔은 모두 S파로 변환된다. 편광 변환장치에서 S파로 변환된 광빔은 제 1 내지 제 3 조명렌즈(10,12,14)에 순차적으로 입사된다. 제 1 내지 제 3 조명렌즈(10,12,14)는 S파로 변환된 광빔이 컬러스위치(16)로 입사될 수 있도록 광빔을 집광한다. 컬러스위치(16)는 하나의 표시셀이 적색, 녹색 및 청색을 공유할 수 있도록 순차적으로 적색, 녹색 및 청색을 분리하게 된다. 이를 위해 컬러스위치(16)는 도시되지 않은 전압공급부로부터 입력되는 전압신호의 변화에 의해 특정한 색광을 필터링하게 된다. 이때, 컬러스위치(16)를 통과한 색광은 S파에서 P파로 변환되어 편광분리 프리즘(18)으로 입사된다. 컬러 스위치(16)로부터 편광분리 프리즘(18)으로 입사된 P파의 색광은 분리면(30)을 투과하여 화상 표시소자(22)로 입사된다. 화상 표시소자(22)는 편광분리 프리즘(18)을 투과하여 입사되는 P파의 색광을 영상신호에 따라 반사시킴으로써 화상정보가 실린 화상빔을 생성한다. 이때, 도 3a와 같이 화상 표시소자(22)에서 반사된 P파의 색광은 S파로 변환된다. 화상 표시소자(22)에서 S파로 변환된 화상빔은 편광분리 프리즘(18)의 분리면(30)에서 반사되어 투사렌즈(20)로 입사된다. 이를 위해, 편광분리 프리즘(18)의 분리면(30)은 도 4a 및 도 4b와 같이 P파는 투과시키고, S파는 반사시킨다. 따라서, 편광분리 프리즘(18)은 컬러스위치(16)에서 입사되는 P파는 투과시키고, 화상 표시소자(22)에서 입사되는 S파는 투사렌즈(20)쪽으로 반사시킨다. 한편, 화상 표시소자(22)는 도 3b와 같이 전기적 신호가 입력되지 않았을 때 편광분리 프리즘(18)으로부터 입사된 P파의 색광을 그대로 투과시키게 된다. 따라서, 화상 표시소자(22)에 전기적 신호가 입력되지 않을 때 투사렌즈(20)에는 광빔이 입사되지 않는다. 투사렌즈(20)는 편광분리 프리즘(18)으로부터 입사되는 화상빔을 확대하여 임의의 거리 앞에 설치된 스크린 상에 투사시킨다.
하지만, 이와 같은 종래의 화상 투사장치에서 광빔으로부터 색광을 분리하기 위하여 사용되는 컬러 스위치(16)는 광의 투과 특성이 좋지 않아 광효율이 저하된다. 이와 같은 단점을 보완하기 위하여 컬러 스위치(16) 대신에 컬러휠이 설치될 수 있다. 하지만, 종래의 화상 투사장치에 컬러휠을 이용하기 위해서는 광빔을 집광시킬 수 있는 광학계 및 집광된 광빔을 다시 발산시킬 수 있는 광학계가 추가로설치되어야 한다. 또한, 종래의 화상 투사장치에 설치된 편광 변환장치에는 다수의 렌즈들을 포함하는 렌즈 배열기들(4,6)이 설치된다. 하지만, 이와 같은 렌즈 배열기들(4,6)은 다수의 렌즈들을 포함하기 때문에 렌즈들의 사이에서 광손실이 발생하게 된다. 이러한 광손실을 줄이기 위해 렌즈 배열기들(4,6)에 설치되는 렌즈이 수를 줄이면 편광 배열기의 두께가 두꺼워지게 되어 제조비용이 상승하기 된다. 또한, 렌즈 배열기들(4,6)의 정렬상태가 광 변환 효율에 크게 작용하기 때문에 조립과정에서 많은 시간이 소요된다. 나아가, 종래의 편광 변환장치는 평행광을 입사받기 때문에 포물 반사경(2)을 가지는 램프가 설치된다. 이와 같은 포물 반사경(2)을 가지는 램프(1)는 도 5에 도시된 타원 반사경(32)을 가지는 램프(34)에 비해 광효율이 저하된다. 이를 포물 반사경(2)의 지름(Dp)과 타원 반사경(32)의 지름(De)이 동일하다고 가정하여 상세히 설명하면, 먼저 포물 반사경(2)을 가지는 램프(1)에서 발생된 광빔은 램프(1)의 전면으로 평행하게 진행되어야 한다. 즉, 포물 반사경(2)은 램프(1)에서 발생된 광빔이 전면으로 평행하게 진행될 수 있도록 소정의 경사를 가져야한다. 한편, 타원 반사경(32)을 가지는 램프(34)에서 발생된 광빔은 램프(34)의 전면에 집중되도록 진행된다. 따라서, 타원 반사경(32)은 램프(34)에서 발생된 광빔이 램프(34)의 전면에서 집중될 수 있도록 포물 반사경(3)보다 많은 경사를 가져야한다. 즉, 타원 반사경(32)을 가지는 램프(34)는 많은 광빔을 반사할 수 있으므로 포물 반사경(2)을 가지는 램프(1)보다 높은 광효율을 갖는다. 만일, 타원 반사경(32)을 가지는 램프(34)와 포물 반사경(2)을 가지는 램프(1)가 동일한 광효율을 갖는다면 타원 반사경(32)은 포물 반사경(2)보다 직경이 줄어들어 그 크기가 작아질 수 있다. 하지만, 종래의 편광 변환 장치는 평행광을 이용하므로 타원 반사경(32)을 가지는 램프(34)가 이용될 수 없다. 따라서, 종래의 화상 표시장치는 박형화 되는데 그 한계가 있다. 또한, 종래의 화상투사장치는 광빔으로부터 적색, 녹색 및 청색의 색광을 분리하기 때문에 광빔의 1/3 정도의 광량만을 이용할 수 있다. 이와 같이 부족한 광량을 늘리기 위해서는 광의 파장대역을 넓혀야 하지만, 광의 파장대역이 넓어지면 색의 순도가 저하되는 문제점이 있다. 또한, 종래의 화상투사장치 광원의 분광분포에 의하면 적색의 광량이 상당히 부족함을 알 수 있다. 하지만, 종래의 화상투사장치에서는 부족한 특정색의 광량(예를 들면 적색의 광량)을 늘릴 수 있는 방법이 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 색순도 및 광효율을 향상시킴과 아울러 박형화할 수 있도록 한 화상 투사장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 화상 투사장치를 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 편광 분리 배열기의 동작과정을 나타내는 도면.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 화상표시장치의 동작과정을 나타내는 도면.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 편광분리 프리즘의 동작과정을 나타내는 도면.
도 5는 타원반사경을 가지는 램프를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 화상 투사장치를 나타내는 도면.
도 7은 도 1에 도시된 실린더형 컬러휠을 나타내는 도면.
도 8은 도 6에 도시된 조명렌즈들에 의해 집광되는 광의 분포를 나타내는 도면.
도 9는 도 6에 도시된 편광분리 프리즘의 중심부를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 화상 투사장치를 나타내는 도면.
도 11은 도 10에 도시된 원판형 컬러휠을 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 화상 투사장치를 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 화상 투사장치를 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1,34,36 : 램프 2 : 포물 반사경
4,6 : 렌즈 배열기 8,50 : 편광분리 배열기
10,12,14,46,48,52 : 조명렌즈 16 : 칼라스위치
18,54 : 편광분리 프리즘 20,58 : 투사렌즈
22,56,57 : 화상표시소자 24,68 : 편광 분리면
26 : 반사면 28 : 반파장판
30,55 : 분리면 32,38 : 타원 반사경
40,70 : 컬러휠 41,72 : 모터
42 : 미러 44 : 로드렌즈
60 : 색칼라 선택판 62,64,74,76 : 컬러필터
80 : 편광판 82,84 : 1/4 파장판
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 화상 투사장치는 광빔을 발생하는 광원과; 광원으로부터 입사되는 광빔을 황색 및 자홍색의 색광으로 순차적으로 분리하는 컬러휠과; 컬러휠로부터 입사된 색광의 광분포를 균일화하기 위한 로드렌즈와; 색광을 특정편광으로 변환시키기 위한 편광 변환장치와; 특정편광으로 변환된 색광을 집광하기 위한 제 1 광학부와; 제 1 광학부로부터 입사된 황색 및 자홍색의 색광에 포함되어 있는 적색광의 편광을 변환시키기 위한 색칼라 선택판과; 색칼라 선택판으로부터 입사되는 색광을 영상신호에 따라 반사하여 화상빔을 생성하기 위한 제 1 및 제 2 화상표시소자와; 제 1 및 제 2 화상표시소자와 색칼라 선택판의 사이에 설치되어 편광 변환된 적색광의 색광을 제 1 화상 표시소자로 공급하고, 그 외의 색광을 제 2 화상 표시소자로 공급하기 위한 편광분리 프리즘과; 화상빔을 확대하여 투사하기 위한 투사렌즈를 구비한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 6 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 화상 투사장치를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 화상 투사장치는 광빔이 발생되는 램프(36)와, 광빔을 램프(36)의 전면으로 반사시키기 위한 타원 반사경(38)과, 광빔의 특정 색광만을 투과시키기 위한 실린더형 컬러휠(40)과, 실린더형 컬러휠(40)을 통과한 색광의 경로를 변환시키기 위한 미러(42)와, 미러(42)로부터 입사되는 색광의 광분포를 균일화하기 위한 로드렌즈(44)와, 로드렌즈(44)로부터 입사되는 색광을 특정 편광으로 변환하여 투과시키기 위한 편광 변환장치와, 편광 변환장치에서 특정편광으로 변환된 색광을 집광하기 위한 제 1 조명렌즈(52)와, 제 1 조명렌즈(52)로부터 입사되는 색광에 포함되는 색중 강조하고 싶은 색의 편광성분을 변환하기 위한 색칼라 선택판(60)과, 색칼라 선택판(60)에서 편광성분이 변환된색광을 제 1 화상 표시소자(56)로 공급함과 아울러 편광성분이 변환되지 않은 색광을 제 2 화상 표시소자(57)로 공급하기 위한 편광분리 프리즘(54)과, 편광분리 프리즘(54)으로부터 공급되는 색광을 영상신호에 따라 반사시켜 화상을 표시하는 제 1 및 제 2 화상 표시소자(56,57)와, 제 1 및 제 2 화상 표시소자(56,57)로부터 입력되는 화상빔을 임의의 거리로 확대 투사하는 투사렌즈(58)를 구비한다. 램프(36)에서 발생된 광빔은 타원 반사경(38)에 의해 실린더형 컬러휠(40)로 집광된다. 실린더형 컬러휠(40)은 모터(41)의 구동력에 의해 회전하면서 황색(Yellow : R+G) 및 자홍색(Magenta : R+B)의 색광을 순차적으로 투과시킨다. 이를 위해 실린더형 컬러휠(40)은 도 7과 같이 황색 컬러필터(62)와 자홍색 컬러필터(64)로 구성된다. 황색 컬러필터(62)는 모터(41)의 구동력에 의해 회전하면서 입사되는 광빔 중 황색만을 통과시킨다. 자홍색 컬러필터(64)는 모터(41)의 구동력에 의해 회전하면서 입사되는 광빔 중 자홍색만을 통과시킨다. 실린더형 컬러휠(40)에서 색분리된 광빔은 미러(42)에서 전반사되어 로드렌즈(44)로 입사된다. 로드렌즈(44)는 광빔이 화면상에 균일하게 분포되도록 광빔을 균일화한다. 즉, 로드렌즈(44)로 입사된 광빔은 로드렌즈(44) 내부의 전반사에 의해 그 분포가 균일해진다. 편광 변환장치는 로드렌즈(44)로부터 입사되는 광빔을 특정 편광으로 변환하여 투과시킨다. 이를 위해 편광 변환장치는 로드렌즈(44)로부터 출사된 광을 특정 위치에 집속시키기 위한 제 2 및 제 3 조명렌즈(46,48)와, 제 3 조명렌즈(48)의 광 출사면에 대면되는 편광 분리 배열기(50)를 구비한다. 제 2 및 제 3 조명렌즈(46,48)는 로드렌즈(44)로부터 입사되는 광을 도 8과 같이 다수의 집속점으로 집속시킨다. 이와 같이 제 2 및 제 3 조명렌즈(46,48)에서 도 8과 같이 다수의 집속점으로 광이 효율적으로 집광되기 위해서는 수학식 1과 같이 로드렌즈(44)의 출사면의 면적이 입사면의 면적과 동일하거나 입사면의 면적보다 작아야 한다.
입사면의 면적 >= 출사면의 면적
로드렌즈(44)의 출사면의 면적이 입사면의 면적보다 적은 면적을 가질 때 광의 분리도가 향상된다. 제 2 및 제 3 조명렌즈(46,48)에서 다수의 집속점으로 집광된 광은 편광 분리 배열기(50)로 입사된다. 편광 분리 배열기(50)는 제 3 조명렌즈(48)로부터 입사되는 광을 특정편광으로 변환시켜 출력한다. 편광 분리 배열기(50)는 도 2와 같이 P파와 S파를 포함하는 광의 편광을 S파로 변환시킨다. 한편, 제 3 조명렌즈(48)로부터 입사되는 광은 도 8과 같이 중앙부에 집중되게 된다. 이에 따라, 편광 분리 배열기(50)의 중심부는 도 9와 같이 단면이 삼각형 형태로 2개의 편광 분리면(68)이 설치된다. 편광 분리 배열기(50)에서 S파로 변환된 광빔은 제 1 조명렌즈(52)에 의해 색칼라 선택판(60)으로 입사된다. 색칼라 선택판(60)은 색광에 포함되어 있는 적색의 광을 P파로 편광변환한다. 이를 위해, 색칼라 선택판(60)으로 적색의 광빔을 편광 변환할 수 있는 적색 칼라 선택판(60)이 설정된다. 예를 들어, 제 1 조명렌즈(52)로부터 황색(R+G)의 색광이 입사된다면, 색칼라 선택판(60)은 황색광에 포함되어 있는 적색광의 편광을 P파로 변환한다. 이때, 황색광에 포함되어 있는 녹색광의 편광은 변화되지 않고 S파로 출사된다. 또한, 제 1 조명렌즈(52)로부터 자홍색(R+B)의 색광이 입사된다면, 색칼라 선택판(60)은 자홍색(R+B)에 포함되어 있는 적색광의 편광을 P파로 변환한다. 이때, 자홍색에 포함되어 있는 청색광의 편광은 변화되지 않고 S파로 출사된다. 색칼라 선택판(60)에서 출사된 광은 편광분리 프리즘(54)으로 입사된다. 편광분리 프리즘(54)은 색칼라 선택판(60)에서 입사된 광중 적색광은 제 1 화상 표시소자(56)로 공급하고, 적색광 이외의 광은 제 2 화상 표시소자(57)로 공급한다. 이를 위해 분리면(55)은 P파는 통과시키고 S파는 반사사킨다. 제 1 화상 표시소자(56)는 P파의 적색광빔을 적색 영상신호에 따라 반사시킴으로써 화상정보가 실린 화상빔을 생성한다. 이때, 제 1 화상 표시소자(56)에서 반사된 P파의 광은 S파로 변환된다. 제 1 화상 표시소자(56)에서 S파로 변환된 화상빔은 분리면(55)에서 반사되어 투사렌즈(58)로 입사된다. 제 2 화상 표시소자(56)는 S파의 녹색 또는 청색의 광을 녹색 또는 청색의 영상신호에 따라 반사시킴으로써 화상정보가 실린 화상빔을 생성한다. 이때, 제 2 화상 표시소자(56)에서 반사된 S파의 광은 P파로 변환된다. 제 2 화상 표시소자(56)에서 P파로 변환된 화상빔은 분리면(55)을 통과하여 투사렌즈(58)로 입사된다. 투사렌즈(58)는 편광분리 프리즘(54)으로부터 입사되는 화상빔을 확대하여 임의의 거리 앞에 설치된 스크린 상에 투사시킨다. 한편, 본 발명에서는 드럼형태의 실린더형 컬러휠(40) 대신에 도 10과 같은 원판형 컬러휠(70)이 이용될 수 있다. 원판형 컬러휠(70)은 모터(72)의 구동력에 의해 회전하면서 황색(R+G) 및 자홍색(R+B)의 색광을 순차적으로 투과시킨다. 이를 위해 원판형 컬러휠(70)은 도 11과 같이 황색 컬러필터(74)와 자홍색 컬러필터(76)로 구성된다. 황색 컬러필터(74)는 모터(72)의 구동력에 의해 회전하면서 입사되는 광빔 중 황색만을 통과시킨다. 자홍색 컬러필터(76)는 모터(72)의 구동력에 의해 회전하면서 입사되는 광빔 중 자홍색만을 통과시킨다. 이외의 동작과정은 도 6에 도시된 본 발명의 제 1 실시예와 동일하다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 화상 투사장치를 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 제 1 조명렌즈(52)와 색칼라 선택판(60) 사이에 편광판(80)이 설치된다. 편광판(80)은 제 1 조명렌즈(52)로부터 입사되는 광 중 특정편광의 빛만을 통과시킨다. 즉, 편광판(80)은 조명계에서 편광변환이 완전히 이루어지지 않은 노이즈 광을 제거하게 된다. 이와 같이 편광판(80)에서 노이즈광이 제거되면 화상 투사장치의 콘트라스트(Contrast)가 향상되게 된다. 또한, 본 발명에서는 도 13과 같이 편광분리 프리즘(54)과 제 1 및 제 2 화상표시소자(56,57) 사이에 1/4 파장판(82,84)이 추가로 설치하여 편광분리 프리즘(54)으로부터 제 1 및 제 2 화상표시소자(56,57)로 입사되는 과의 편광 성분이 왜곡되는 것을 방지하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에서는 로드렌즈에 광이 집광되어야 하므로 타원 반사경을 가지는 램프가 이용될 수 있다. 따라서, 종래의 화상 투사장치보다 높은 광효율을 가짐과 아울러 종래보다 박형화될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 로드렌즈에 광이 집광되므로 광학계의 추가없이 컬러휠이 설치될 수 있고, 이에따라 광효율이 향상됨과 아울러 화상 투사장치가 박형화될 수 있다. 더불어, 2개의 화상 표시소자를 설치하여 종래에 부족한 적색의 광량을 늘릴 수 있어 색순도를 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 화상 투사장치에 의하면 타원형 반사경을 가지는 램프가 사용되기 때문에 광효율을 향상시킴과 아울러 화상 투사장치를 박형화할 수 있다. 아울러 광학계의 추가없이 로드렌즈의 앞단에 컬러휠을 설치할 수 있으므로 광효율을 향상함과 아울러 화상 투사장치를 박형화할 수 있다. 또한, 렌즈 배열기를 사용하지 않고 조명렌즈만을 이용하여 광을 집광하기 때문에 광손실을 최소화할 수 있다. 나아가, 2개의 화상 표시소자를 설치하여 부족한 광량을 보충할 수 있으므로 색순도를 향상시킬 수 있다. 또한, 컬러휠에서 2개의 색만을 분리하므로 광효율을 향상시킬 수 있다.
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 정하여져야만 할 것이다.

Claims (9)

  1. 광빔을 발생하는 광원과;
    상기 광원으로부터 입사되는 상기 광빔을 황색 및 자홍색의 색광으로 순차적으로 분리하는 컬러휠과;
    상기 컬러휠로부터 입사된 상기 색광의 광분포를 균일화하기 위한 로드렌즈와;
    상기 색광을 특정편광으로 변환시키기 위한 편광 변환장치와;
    상기 특정편광으로 변환된 색광을 집광하기 위한 제 1 광학부와;
    상기 제 1 광학부로부터 입사된 황색 및 자홍색의 색광에 포함되어 있는 적색광의 편광을 변환시키기 위한 색칼라 선택판과;
    상기 색칼라 선택판으로부터 입사되는 상기 색광을 영상신호에 따라 반사하여 화상빔을 생성하기 위한 제 1 및 제 2 화상표시소자와;
    상기 제 1 및 제 2 화상표시소자와 상기 색칼라 선택판의 사이에 설치되어 상기 편광 변환된 적색광의 색광을 제 1 화상 표시소자로 공급하고, 그 외의 색광을 제 2 화상 표시소자로 공급하기 위한 편광분리 프리즘과;
    상기 화상빔을 확대하여 투사하기 위한 투사렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 투사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러휠은 황색 및 자홍색의 컬러필터들이 원통형으로 일체화되는 실린더형 컬러휠인 것을 특징으로 하는 화상 투사장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러휠은 황색 및 자홍색의 컬러필터들이 원판형으로 일체화되는 원판형 컬러휠인 것을 특징으로 하는 화상 투사장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 화상 표시소자에는 적색의 영상신호가 공급되고, 상기 제 2 화상 표시소자에는 녹색 및 청색의 영상신호가 순차적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 화상 투사장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학부와 상기 색칼러 선택판의 사이에 설치되어 노이즈 광을 제거하기 위한 편광판을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 투사장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 화상 표시소자와 상기 편광 분리프리즘 사이에 설치되어 상기 편광 분리 프리즘에서 상기 제 1 및 제 2 화상 표시소자로 공급되는 광의 편광성분이 왜곡되는 것을 방지하기 위한 1/4 파장판을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 투사장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광 분리 프리즘은 상기 제 1 및 제 2 화상 표시소자로부터 공급되는 화상빔을 투사렌즈로 공급하는 것을 특징으로 하는 화상 투사장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드렌즈는 입사면의 면적이 출사면의 면적과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 화상 투사장치.
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