KR100636164B1

KR100636164B1 - 칼라 프리즘 및 이를 채용한 화상투사장치

Info

Publication number: KR100636164B1
Application number: KR1020040068034A
Authority: KR
Inventors: 이계훈; 이영철; 이원용
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2024-08-27
Also published as: US20060044525A1; NL1029702C2; NL1029702A1; US7210788B2; KR20060019381A

Abstract

4가지 색상의 광을 분리 및 합성할 수 있도록 된 구조의 칼라 프리즘 및 이를 채용한 화상투사장치가 개시되어 있다.

이 개시된 칼라 프리즘은 두 경계면과, 입사광의 입사각도에 따라 투과 또는 반사시키는 외측면을 각각 가지는 것으로 경계면이 상호 마주하게 배치된 제1 내지 제3삼각형 프리즘과; 제1 내지 제3삼각형 프리즘의 경계면 사이 각각에 개재되어 입사광을 파장에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 제1 내지 제3다이크로익 필터;를 구비하여, 입사광을 파장영역에 따라 제1 내지 제4광으로 분리시키고, 입사된 제1 내지 제4광을 합성할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 개시된 화상형성장치는 광을 조사하는 광원과; 입사광을 편광방향에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터와; 상기한 구조의 칼라 프리즘과; 제1 내지 제3삼각형 프리즘의 외측면과 마주하도록 배치되는 것으로, 입사된 제1 내지 제4광에 대해 화소 단위로 선택적으로 변조시켜 화상을 형성하고 칼라 프리즘 방향으로 반사시키는 제1 내지 제4화상형성소자와; 제1 내지 제4화상형성소자에서 형성되고, 칼라 프리즘에서 합성된 화상을 스크린에 확대 투사시키는 투사렌즈 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라 프리즘 및 이를 채용한 화상투사장치{Color prism and projection type image display apparatus adopting the same}

도 1은 종래의 프리즘 어셈블리에 의해 합성된 광의 칼라 표현 범위를 보인 그래프.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 칼라 프리즘을 보인 개략적인 도면.

도 3 내지 도 5는 도 2의 제1 내지 제3다이크로익필터 각각의 파장에 따른 투과율 분포를 보인 그래프.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 화상투사장치의 광학적 배치를 보인 도면.

도 7은 도 6의 화상투사장치에 의하여 합성된 광의 칼라 표현 범위를 보인 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100, 300...칼라 프리즘 110, 310...제1삼각형 프리즘

120, 320...제2삼각형 프리즘 130, 330...제3삼각형 프리즘

141...제1다이크로익 필터 143...제2다이크로익 필터

145...제3다이크로익 필터 151...제1반사층

155...제2반사층 200...조명 유니트

210...광원 220...광인터그레이터

230...편광변환소자 240...릴레이렌즈 유니트

250...편광빔스프리터 400...화상형성소자

410...제1화상형성소자 420...제2화상형성소자

430...제3화상형성소자 440...제4화상형성소자

500...투사렌즈유니트 550...스크린

본 발명은 입사광을 파장영역에 따라 분리 및 합성하는 칼라프리즘 및 이를 채용한 화상투사장치에 관한것으로서, 상세하게는 4가지 색상의 광을 분리 및 합성할 수 있도록 된 구조의 칼라 프리즘 및 이를 채용한 화상투사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 화상투사장치는 자체적으로 발광 능력이 없는 액정표시소자 또는 디지털 마이크로미러 소자 등의 화상형성소자에서 형성된 화상을 조명유니트를 이용하여 스크린에 투영함으로써 칼라 화상을 제공한다. 이 화상투사장치는 사용되는 화상형성소자의 타입에 따라 반사형 화상투사장치와 투과형 화상투사장치로 구분되고, 사용되는 화상투사장치의 매수에 따라 단판식과 3판식으로 구분된다.

본 발명은 3판식 반사형 화상투사장치에 관한 것으로, 이와 관련한 발명이 미국 특허 제6,704,144B2(발명의 명칭 : COLOR SEPARATION PRISM ASSEMBLY COMPENSATED FOR CONTRAST ENHANCEMENT AND IMPLEMENTED AS REFLECTIVE IMAGER, 특허일 : 2004년 3월 9일)에 개시된 바 있다.

이 개시된 화상투사장치는 동일 구조를 가지는 3매의 삼각프리즘을 포함하는 프리즘 어셈블리를 구비한다. 여기서, 3매의 삼각프리즘은 상호 접합되어 있으며, 접합된 부분 중 두 부분에 색분리 필터가 코팅 형성되어 있다. 그리고, 상기 3매의 프리즘 외측면 중 두 외측면에는 3매의 반사형 액정표시소자가 마주하게 배치되어 있다.

따라서, 광원에서 조사되어 상기 프리즘 어셈블리에 입사된 백색광은 상기 색분리 필터를 경유하면서, 파장에 따라 구분되어 적, 청, 녹색광으로 분기된다. 이 분기된 광은 3매의 반사형 액정표시소자 각각에 입사된다. 이때, 3매의 반사형 액정표시소자 각각은 각 화소별로 변조되어 입사된 적, 청, 녹색광 각각에 대해 화상을 형성하고, 상기 프리즘 어셈블리 방향으로 반사시킨다. 이 반사된 화상은 다시 합성되고, 광원과 프리즘 어셈블리 사이에 배치된 편광빔스프리터를 경유하여 투사렌즈 유니트 방향으로 진행된다. 따라서, 적, 청, 녹색광을 합성하여 스크린에 투사함으로써, 풀 칼라 화상을 구현한다.

한편, 상기한 바와 같이 구성된 화상투사장치는 3매의 반사형 액정표시소자(LCOS: liquid crystal on silicon)를 이용하여 풀 칼라 화상을 구현한다. 그러므로, 칼라 표현 범위(color gamut)가 도 1에 도시된 삼각형 범위 내로 제한된다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 단점을 감안하여 안출된 것으로서, 입사광을 4가지 색상의 광으로 분리/합성하여 칼라 표현 범위를 넓힐 수 있도록 된 칼라 프리즘을 제공하는 데 일 목적이 있다.

또한, 4매의 반사형 화상형성소자를 이용하여 광효율이 증대되고, 칼라 표현 범위를 넓혀 색감이 향상된 칼라 화상을 구현할 수 있도록 된 화상투사장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 일 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칼라 프리즘은,

두 경계면과, 입사광의 입사각도에 따라 투과 또는 반사시키는 외측면을 각각 가지는 것으로 상기 경계면이 상호 마주하게 배치된 제1 내지 제3삼각형 프리즘과; 상기 제1 내지 제3삼각형 프리즘의 경계면 사이 각각에 개재되어 입사광을 파장에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 제1 내지 제3다이크로익 필터;를 구비하여, 입사광을 파장영역에 따라 제1 내지 제4광으로 분리시키고, 입사된 제1 내지 제4광을 합성할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화상투사장치는, 광을 조사하는 광원과; 입사광을 편광방향에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터와; 두 경계면과 입사광의 입사각도에 따라 투과 또는 반사시키는 외측면을 각각 가지는 것으로 상기 경계면이 상호 마주하게 배치된 제1 내지 제3삼각형 프리즘과, 상기 제1 내지 제3삼각형 프리즘의 경계면 사이 각각에 개재되어 입사광을 파장에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 제1 내지 제3다이크로익 필터를 구비하여, 상기 광원에서 조사되고 상기 편광빔스프리터를 경유하여 입사된 일 편광의 광을 파장영역에 따라 제1 내지 제4광으로 분리시키는 칼라 프리즘과; 상기 제1 내지 제3삼각형 프리즘의 외측면과 마주하도록 배치되는 것으로, 입사된 제1 내지 제4광에 대해 화소 단위로 선택적으로 변조시켜 화상을 형성하고 상기 칼라 프리즘 방향으로 반사시키는 제1 내지 제4화상형성소자와; 상기 제1 내지 제4화상형성소자에서 형성되고, 상기 칼라 프리즘에서 합성된 화상을 스크린에 확대 투사시키는 투사렌즈 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 칼라 프리즘 및 이를 채용한 화상투사장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 칼라 프리즘(100)은 삼각기둥형상으로서, 입사광의 입사각도에 따라 광을 투과 또는 전반사시키는 외측면과, 다른 두 삼각형 프리즘 각각과 결합되는 두 경계면을 각각 가지는 제1 내지 제3삼각형 프리즘(110)(120)(130)과, 상기 제1 내지 제3삼각형 프리즘(110)(120)(130) 사이의 경계면에 마련되어 입사광을 파장에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 제1 내지 제3다이크로익(dichroic) 필터(141)(143)(145)를 포함한다. 따라서, 입사광을 파장영역에 따라 구분되는 제1 내지 제4광(L₁)(L₂)(L₃)(L₄)으로 분리시키고, 입사된 제1 내지 제4광(L₁)(L₂)(L₃)(L₄)을 합성할 수 있도록 한다.

상기 제1삼각형 프리즘(110)은 제1 및 제2경계면(111)(113)과, 광의 입사방향에 따라 입사광을 투과 또는 반사시키는 제1외측면(115)을 가진다. 여기서, 상기 제1외측면(115)에 대략 수직방향으로 입사된 광은 상기 제1외측면(115)을 투과하여 진행한다. 반면, 상기 제1 및 제2경계면(111)(113) 쪽에서 임계각 이상의 각도로 상기 제1외측면(115)에 입사된 광 각각은 내부 전반사되어, 상기 제2 및 제1경계면(113)(111) 쪽으로 각각 진행한다. 상기한 내부 전반사는 제1삼각형 프리즘(110)의 굴절률 값이 그 주변의 굴절률 값보다 크고, 제1삼각형 프리즘(110) 내부에서 임계각 보다 큰 각도로 광이 입사된 경우에 일어난다.

상기 제2삼각형 프리즘(120)은 제3 및 제4경계면(121)(123)과, 광의 입사방향에 따라 입사광을 투과 또는 반사시키는 제2외측면(125)을 가진다. 상기 제3경계면(121)은 상기 제1경계면(111)에 마주하게 배치된다. 여기서, 상기 제2외측면(125)에 대략 수직방향으로 입사된 광은 상기 제2외측면(125)을 투과하여 진행한다. 반면, 상기 제3 및 제4경계면(121)(123) 쪽에서 임계각 이상의 각도로 상기 제2외측면(125)에 입사된 광 각각은 내부 전반사되어, 상기 제2 및 제1경계면(123)(121) 쪽으로 각각 진행한다.

상기 제3삼각형 프리즘(130)은 제5 및 제6경계면(131)(133)과, 입사광을 투과시키는 제3외측면(135)을 가진다. 여기서, 상기 제5경계면(131)은 상기 제4경계면(123)에 마주하게 배치되고, 상기 제6경계면(133)은 상기 제2경계면(113)에 마주하게 배치된다.

여기서, 상기 제1 내지 제3삼각형 프리즘(110)(120)(130)은 상호 동일한 형상 및 크기를 가지는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 상기 제1삼각형 프리즘(110)은 제1경계면(111)과 제2경계면(113) 사이의 각이 120°이고, 제1경계면(111)과 제1외측면(115) 사이의 각과 제2경계면(113)과 제1외측면(115) 사이의 각이 각각 30°인 이등변 삼각형상의 프리즘이다. 마찬가지로, 상기 제2 및 제3삼각형 프 리즘(120)(130)도 제1삼각형 프리즘(110)과 같은 조건을 가지는 이등변 삼각형상의 프리즘이다.

상기 제1 내지 제3다이크로익 필터(141)(143)(145) 각각은 상기 제1 및 제2삼각형 프리즘(110)(120) 사이, 제2 및 제3삼각형 프리즘(120)(130) 사이 및, 제1 및 제3삼각형 프리즘(110)(130) 사이에 배치된다. 이 제1 내지 제3다이크로익 필터(141)(143)(145) 각각은 입사광 중 소정 파장을 기준으로 단파장의 광은 투과시키고, 장파장의 광은 반사시킨다.

도 3 내지 도 5 각각은 상기 제1 내지 제3다이크로익필터(141)(143)(145) 각각의 파장에 따른 투과율 분포의 일 예를 보인 그래프이다.

도 3을 참조하면, 제1다이크로익 필터(141)는 입사광 중 특정 파장 예컨대 565nm 파장을 기준으로 단파장의 광은 투과시키고, 장파장의 광은 반사시킨다. 따라서, 제1 및 제2광(L₁)(L₂) 각각이 녹색과 청색 파장영역의 광이고, 제3 및 제4광(L₃)(L₄) 각각이 노란색과 적색 파장영역의 광인 경우, 제1 및 제2광(L₁)(L₂)은 상기 제1다이크로익 필터(141)를 투과하고, 제3 및 제4광(L₃)(L₄)은 제1다이크로익 필터(141)에서 반사된다. 그러므로, 도 2에 도시된 바와 같이 제1외측면(115) 쪽에서 동일 경로로 제1 내지 제4광(L₁)(L₂)(L₃)(L₄)을 포함하는 백색광이 입사된 경우, 제1 및 제2광(L₁)(L₂)은 투과하여 제2삼각형 프리즘(120) 방향으로 진행하고, 제3 및 제4광(L₃)(L₄)은 반사되어 제3삼각형 프리즘(130) 방향으로 진행한다.

도 4를 참조하면, 제2다이크로익 필터(143)는 입사광 중 특정 파장 예컨대 506nm 파장을 기준으로 단파장의 광은 투과시키고, 장파장의 광은 반사시킨다. 따라서, 녹색 파장영역의 광인 제1광(L₁)은 반사시키고, 청색 파장영역의 광인 제2광(L₂)은 투과시킨다.

도 5를 참조하면, 제3다이크로인 필터(145)는 입사광 중 특정 파장 예컨대 600nm 파장을 기준으로 단파장의 광은 투과시키고, 장파장의 광은 반사시킨다. 따라서, 제3 및 제4광(L₃)(L₄) 각각이 노란색과 적색 파장영역의 광인 경우, 제3광(L₃)은 상기 제3다이크로익 필터(145)를 투과하고, 제4광(L₄)은 제3다이크로익 필터(145)에서 반사된다.

따라서, 제1 내지 제4광은 서로 다른 경로로 분기되어 진행되도록 할 수 있다. 여기서, 제3광이 노란색 파장영역의 광인 경우를 예로 들어 나타내었으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 칼라 예컨대 마젠타 파장영역의 광인 것도 가능하다.

또한, 본 실시예에 따른 칼라 프리즘은 상기 제1 및 제2외측면(115)(125)에서의 전반사 특성을 고려하여, 제1 및 제2반사층(151)(155)을 더 구비할 수 있다.

상기 제1반사층(151)은 상기 제1외측면(115)의 일부에 전반사 코팅에 의하여 형성된 층으로, 비스듬히 입사된 제3 및 제4광(L₃)(L₄)을 전반사시킨다. 한편, 상기 제1반사층(151)은 광이 제1외측면(115)에 수직하게 입사되는 부분에는 마련되어 있지 않으므로, 이 광의 진행에는 영향을 미치지 않는다.

상기 제2반사층(155)은 상기 제2외측면(125)의 일부에 전반사 코팅에 의하여 형성된 층으로, 비스듬히 입사된 제1 및 제2광(L₁)(L₂)을 반사시킨다. 한편, 제2외측면(125)에 수직하게 광이 입사되는 부분에는 마련되어 있지 않으므로, 이 광의 진행에는 영향을 미치지 않는다.

따라서, 상기한 바와 같이 일체형 칼라프리즘을 구성함으로써, 입사된 백색광을 4가지 색상의 광으로 분리하거나, 서로 다른 곳에서 입사된 4 종류의 파장을 합성할 수 있으므로, 후술하는 화상투사장치 등에 적용시, 칼라 표현 범위를 넓힐 수 있다는 이점이 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화상투사장치는 조명유니트(200)와, 입사광을 편광방향에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터(250)와, 칼라 프리즘(300)과, 화상형성소자(400) 및, 상기 화상형성소자(400)에서 형성된 화상을 스크린(550)에 확대 투사시키는 투사렌즈유니트(500)를 포함한다.

상기 조명유니트(200)는 백색광을 조명하는 광원(210)을 포함한다. 또한, 상기 조명유니트(200)는 균일한 소정 편광의 광이 조명될 수 있도록, 상기 광원(210)과 상기 편광빔스프리터(250) 사이에 배치된 광인터그레이터(220)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 광인터그레이터(220)는 서로 이웃되게 배열된 볼록 형상 또는 실린드리컬 형상의 복수의 렌즈셀을 각각 포함하는 적어도 1매의 렌즈를 포함하는 플라이-아이 렌즈어레이로 구성될 수 있다.

또한, 조명유니트(200)는 상기 광원(210)과 상기 편광빔스프리터(250) 사이 에 배치되어, 입사광의 편광방향을 변환하여 특정 편광의 광이 상기 편광빔스프리터(250) 방향으로 향하도록 하는 편광변환소자(230)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 편광변환소자(230)는 복수의 소형 편광빔스프리터와, 1/4파장판을 포함하여 구성되는 것으로, 입사된 무편광의 광 대부분을 특정 편광의 광으로 바꾸어준다. 이 편광변환소자(230) 자체의 구성은 잘 알려져 있으므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기한 조명 유니트(200)는 상기 편광변환소자(230)와 편광빔스프리터(250) 사이에 배치되는 릴레이렌즈 유니트(240)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 릴레이렌즈 유니트(240)는 상기 광원(210)에서 조명되고 상기 광인터그레이터(220)를 경유하여 출력된 균일광을 결상위치로 릴레이하는 1매 이상의 렌즈로 구성된다.

상기 편광빔스프리터(250)는 상기 조명유니트(200) 쪽에서 입사된 빔은 상기 화상형성소자(400) 방향으로 향하도록 하고, 상기 화상형성소자(400) 쪽에서 입사된 빔은 스크린(550) 방향으로 향하도록 입사빔의 경로를 변환한다. 이와 같이, 편광변환소자(230)와 편광빔스프리터(250)를 이용하여 광의 진행경로를 변환시킴으로써, 광로 변환시 야기되는 광 손실을 줄일 수 있다.

상기 칼라 프리즘(300)은 제1 내지 제3삼각형 프리즘(310)(320)(330)과, 제1 내지 제3다이크로익 필터(341)(343)(345)를 포함한다. 상기 제1 내지 제3삼각형 프리즘(310)(320)(330) 각각은 두 경계면과 입사광의 입사각도에 따라 투과 또는 반사시키는 외측면을 가지는 것으로, 상기 경계면이 상호 마주하게 배치되어 있다. 상기 제1 내지 제3다이크로익 필터(341)(343)(345)는 상기 제1 내지 제3삼각형 프리즘(310)(320)(330)의 경계면 사이 각각에 개재되어 입사광을 파장에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시킨다. 따라서, 상기 광원(210)에서 조사되고 상기 편광빔스프리터(250)를 경유하여 입사된 일 편광의 광을 파장영역에 따라 제1 내지 제4광(L₁)(L₂)(L₃)(L₄)으로 분리시키고, 후술하는 제1 내지 제4화상형성소자(410)(420) (430)(440)에서 입사된 제1 내지 제4광(L₁)(L₂)(L₃)(L₄)을 합성한다.

여기서, 상기 칼라 프리즘(300)은 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명된 칼라 프리즘(100)의 구성과 실질상 동일하므로, 그 자세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 화상형성소자(400)는 상기 칼라 프리즘(300)에서 분기되어 입사된 소정 색상의 광에 대해 화상을 형성하고, 이를 상기 칼라 프리즘(300) 방향으로 반사시킨다. 이를 위하여 상기 화상형성소자(400)는 상기 제1 내지 제3삼각형 프리즘(310)(320)(330)의 외측면과 마주하도록 배치된 제1 내지 제4화상형성소자(410) (420)(430)(440)를 포함한다.

상기 제1화상형성소자(410)는 상기 제2삼각형 프리즘(320)의 외측면에 마주하게 배치되는 것으로, 상기 칼라 프리즘(300)에 의해 분기된 제1광(L₁)에 대해 화소 단위로 선택적으로 변조시켜 화상을 형성한다. 상기 제2 및 제3화상형성소자(420)(430)는 상기 제3삼각형 프리즘(330)의 외측면에 마주하게 배치되는 것으로, 입사된 제2 및 제3광(L₂)(L₃) 각각에 대하여 화소 단위로 선택적으로 변조시켜 화상을 형성한다. 그리고, 상기 제4화상형성소자(440)는 상기 제1삼각형 프리즘(310)의 외측면에 마주하게 배치되어, 입사된 제4광(L₄)에 대하여 화상을 형성한다. 상기 화상형성소자(400)는 반사형 액정표시소자 또는 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD) 등으로 구성될 수 있다.

상기한 바와 같이, 칼라 프리즘(300)을 구비하여 입사광을 제1 내지 제4광(L₁)(L₂)(L₃)(L₄)으로 분기시키고, 그 분기된 광경로에 제1 내지 제4화상형성소자(410)(420)(430)(440)를 각각 배치시켜 화상을 형성함으로써, 멀티 패널 방식의 화상투사장치를 용이하게 구현할 수 있다. 특히, 각 삼각형 프리즘의 외측면에 마주하게 4매의 화상형성소자를 배치함으로써, 도 7에 도시된 바와 같이 칼라 표현 범위가 사각형상으로 비교예에 비하여 넓어짐을 알 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 투사렌즈유니트(500)는 상기 편광빔스프리터(250)에 마주하게 배치되어, 상기 화상형성소자(400)에서 형성되고, 상기 칼라 프리즘(300)과 상기 편광빔스프리터(250)를 경유하여 입사된 화상을 확대하여 스크린(550) 쪽으로 투사시킨다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 프리즘은 입사된 백색광을 4가지 색상의 광으로 분리하거나, 서로 다른 곳에서 입사된 4 종류의 파장을 합성할 수 있어서 칼라 표현 범위를 넓힐 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 화상투사장치는 상기한 칼라 프리즘을 채용함으로써, 그 구성을 콤팩트화 할 수 있고, 4매의 화상형성소자를 이용항여 칼라 화상을 구현 함으로써, 색 표현 범위를 넓힐 수 있다는 이점이 있다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims

두 경계면과 입사광의 입사각도에 따라 투과 또는 반사시키는 외측면을 각각 가지는 것으로 상기 경계면이 상호 마주하게 배치된 제1 내지 제3삼각형 프리즘과;

상기 제1삼각형 프리즘과 상기 제2삼각형 프리즘 사이에 배치되어, 입사된 제1광 및 제2광은 투과시키고, 제3 및 제4광은 반사시키는 제1다이크로익 필터와;

상기 제2삼각형 프리즘과 상기 제3삼각형 프리즘 사이에 배치되어, 입사된 제1광은 반사시키고, 제2광은 투과시키는 제2다이크로익 필터와;

상기 제1삼각형 프리즘과 상기 제3삼각형 프리즘 사이에 배치되어, 입사된 제3광은 투과시키고, 제4광은 반사시키는 제3다이크로익 필터;를 구비하여,

입사광을 파장영역에 따라 제1 내지 제4광으로 분리시키고, 입사된 제1 내지 제4광을 합성할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 칼라 프리즘.
제1항에 있어서,

상기 제1 내지 제3삼각형 프리즘은,

상호 동일한 형상 및 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 칼라 프리즘.
제2항에 있어서,

상기 제1 내지 제3삼각형 프리즘 각각은,

두 경계면 사이의 각이 120°이고, 두 경계면 각각과 외측면이 이루는 각도가 30°인 이등변 삼각형상의 프리즘인 것을 특징으로 하는 칼라 프리즘.
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제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 및 제2삼각형 프리즘 각각의 외측면 일부에는 비스듬히 입사된 제1 및 제2광과, 제3 및 제4광을 반사시키도록 전반사 코팅된 것을 특징으로 하는 칼라 프리즘.
광을 조사하는 광원과;

입사광을 편광방향에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터와;

두 경계면과 입사광의 입사각도에 따라 투과 또는 반사시키는 외측면을 각각 가지는 것으로 상기 경계면이 상호 마주하게 배치된 제1 내지 제3삼각형 프리즘과, 상기 제1삼각형 프리즘과 상기 제2삼각형 프리즘 사이에 배치되어 입사된 제1광 및 제2광은 투과시키고 제3 및 제4광은 반사시키는 제1다이크로익 필터와, 상기 제2삼각형 프리즘과 상기 제3삼각형 프리즘 사이에 배치되어 입사된 제1광은 반사시키고 제2광은 투과시키는 제2다이크로익 필터와, 상기 제1삼각형 프리즘과 상기 제3삼각형 프리즘 사이에 배치되어 입사된 제3광은 투과시키고 제4광은 반사시키는 제3다이크로익 필터를 구비하여, 상기 광원에서 조사되고 상기 편광빔스프리터를 경유하여 입사된 일 편광의 광을 파장영역에 따라 제1 내지 제4광으로 분리시키는 칼라 프리즘과;

상기 제1 내지 제3삼각형 프리즘의 외측면과 마주하도록 배치되는 것으로, 입사된 제1 내지 제4광에 대해 화소 단위로 선택적으로 변조시켜 화상을 형성하고 상기 칼라 프리즘 방향으로 반사시키는 제1 내지 제4화상형성소자와;

상기 제1 내지 제4화상형성소자에서 형성되고, 상기 칼라 프리즘에서 합성된 화상을 스크린에 확대 투사시키는 투사렌즈 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
제6항에 있어서,

상기 제1 내지 제3삼각형 프리즘은,

상호 동일한 형상 및 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
제7항에 있어서,

상기 제1 내지 제3삼각형 프리즘 각각은,

두 경계면 사이의 각이 120°이고, 두 경계면 각각과 외측면이 이루는 각도가 30°인 이등변 삼각형상의 프리즘인 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
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제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1화상형성소자는 입사된 제1광에 대해 화상을 형성하여 반사시키도록 상기 제2삼각형 프리즘의 외측면과 마주하게 배치되고,

상기 제2화상형성소자는 입사된 제2광에 대해 화상을 형성하여 반사시키도록 상기 제3삼각형 프리즘의 외측면과 마주하게 배치되고,

상기 제3화상형성소자는 입사된 제3광에 대해 화상을 형성하여 반사시키도록 상기 제1삼각형 프리즘의 외측면과 마주하게 배치되고,

상기 제4화상형성소자는 입사된 제4광에 대해 화상을 형성하여 반사시키도록 상기 제3삼각형 프리즘의 외측면과 마주하게 배치된 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 및 제2삼각형 프리즘 각각의 외측면 일부에는 비스듬히 입사된 제1 및 제2광과, 제3 및 제4광을 반사시키도록 전반사 코팅된 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원과 상기 편광빔스프리터 사이에 배치되어, 상기 광원에서 조사된 광이 균일광이 되도록 하는 광인터그레이터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
제12항에 있어서,

상기 광인터그레이터는,

서로 이웃되게 배열된 볼록 형상 또는 실린드리컬 형상의 복수의 렌즈셀을 각각 포함하는 적어도 1매의 렌즈를 포함하는 플라이-아이 렌즈어레이인 것을 특징으로 하는 화상투사장치.
제12항에 있어서,

상기 광원과 상기 편광빔스프리터 사이에 배치되어, 입사광의 편광방향을 변환하여 특정 편광의 광이 상기 편광빔스프리터 방향으로 향하도록 하는 편광변환소자를 더 구비한 것을 특징으로 하는 화상투사장치.