KR101171307B1

KR101171307B1 - 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진

Info

Publication number: KR101171307B1
Application number: KR1020100022269A
Authority: KR
Inventors: 진 호 정
Original assignee: (주)프로옵틱스
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2012-08-06
Anticipated expiration: 2030-03-12
Also published as: KR20110103109A

Abstract

본 발명은 프로젝션 입체투사광학엔진에 관한 것으로서, 특히 복수의 반사형 실리콘액정패널(LCOS : Liquid Crystal on Silicon)과, 편광빔분리기((PBS : Polarizing Beam Splitter)를 이용하여 양쪽 편광의 빛을 모두 사용하여 광량향상을 이루면서 입체영상을 획득하는 입체투사광학엔진에 관한 것이다. 구성은 광원은 램프 혹은 백색광 발광다이오드 또는 적,녹,청 발광다이오드로 형성되고, 상기 편광빔분리기는 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기로 2개가 배치되며, 상기 편광빔분리기의 주변으로는 입사되는 조명광을 투과 또는 반사시켜 적색광,녹색광,청색광을 단색광으로 분리하여 색순도를 높이는 복수개의 컬러필터가 배치되고, 상기 편광빔분리기 또는 컬러필터의 주변으로는 상기 실리콘액정패널이 복수개로 배치되어, 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진{A 3D-projection optical engine using LCOS image panel}

본 발명은 프로젝션 입체투사광학엔진에 관한 것으로서, 특히 복수의 반사형 실리콘액정패널(LCOS : Liquid Crystal on Silicon)과, 편광빔분리기((PBS : Polarizing Beam Splitter)를 이용하여 양쪽 편광의 빛을 모두 사용하여 광량향상을 이루면서 입체영상을 획득하는 입체투사광학엔진에 관한 것이다.

일반적으로, 프로젝션 TV나 프로젝터에는 시청자에게 최종적으로 투사되는 이미지의 광을 형성하는 프로젝션 투사광학엔진이 채용되고 있고, 이러한 투사광학엔진은 형성할 이미지에 대한 정보를 수신하여 프로젝션 TV와 같은 내부의 스크린이나 프로젝터와 같은 외부의 스크린으로 투사할 이미지를 형성하며, 크게 색분리와 색합성을 위한 구성을 포함하는 조명광학계와 투사광학계 등으로 형성된다.

상기와 같은 광학엔진에 사용되는 광변조(Spatial Light Modulator) 소자는 투과형 액정디스플레이(LCD : Liquid Crystal Display)패널, 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD : Digital Micromirror Device) 소자 및 반사형 액정소자의 일종인 실리콘액정패널(LCOS : Liquid Crystal on Silicon) 등이 있다.

상기 광변조 소자들 중, 실리콘액정패널(LCOS)은 액정디스플레이(LCD)와 디지털마이크로미러디바이스(DMD) 소자에 비해 구동이 간단하고 가격이 저렴한 특징이 있다.

종래의 실리콘액정패널(LCOS) 소자를 이용한 광학엔진(100)의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 광을 생성하는 램프 등으로 이루어지는 광원(110)과; 상기 광원(110)의 전방측에 형성되어 출사되는 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드(120)와; 상기 글라스로드(120)의 전방 측에 형성되어 진행하는 균일한 광을 조명하는 조명렌즈(130)와; 상기 조명렌즈(130)의 일측으로 형성되어 입사되는 조명광의 편광 성분에 대해 반사 또는 투과시켜 녹색광(G), 적색광(R), 청색광(B)의 편광으로 분리시키는 편광빔분리기(Polarizing Beam Splitter)(140) 즉, 제1,2,3,4 편광빔분리기(141),(142),(143),(144)와; 상기 편광빔분리기(140)의 주변으로 형성되어 적색광, 녹색광, 청색광의 순도를 높이기 위한 컬러필터(150) 즉, 제1편광빔분리기(141)의 측부분으로 형성되어 입사되는 적색광(R), 녹색광(G)의 순도를 높이기 위한 제1컬러필터(151)와, 상기 제1편광빔분리기(141)의 타측부분과 제4편광빔분리기(144)의 일측부분 사이 및, 상기 제3편광빔분리기(143)의 일측부분과 제4편광빔분리기(144)의 타측부분 사이에 형성되어 투과하는 적색광과 청색광의 순도를 높이기 위한 제2컬러필터(152) 및, 제3컬러필터(153)와, 상기 제2편광빔분리기(142)와 제4편광빔분리기(144)의 측부분으로 형성되어 반사 또는 투과에 의해 분리된 적색광, 녹색광, 청색광을 영상신호로 형성하는 적색광용실리콘액정패널(161), 녹색광용실리콘액정패널(162), 청색광용실리콘액정패널(163)로 이루어지는 실리콘액정패널(160)과; 상기 제3편광빔분리기(143)를 통해 진행하는 영상신호를 스크린(180)에 투사하는 투사렌즈(170); 를 포함하여 이루어진다.

그러나, 이와 같은 광학엔진은 2차원 영상을 구현하기 위한 광학계이고, 또 최초 조명광이 입사되면 제1편광빔분리기에서 한쪽 편광의 녹색광은 반사되고 다른 편광의 적색광과 청색광은 투과되어, 녹색광은 제2편광빔분리기에서 반사 후 녹색광용실리콘액정패널에서 영상정보를 가지고 반사 후 편광 방향이 바뀌어 제2편광빔분리기와 제3편광빔분리기를 투과하여 투사렌즈를 통하여 스크린에 확대 결상된다.

그리고, 제1편광빔분리기에서 투과한 적색광과 청색광은 제4편광빔분리기에서 분리되고 적색광용실리콘액정패널과 청색광용실리콘액정패널에서 반사 후 편광방향이 바뀌어 제4편광빔분리기를 투과한 후 다시 제3편광빔분리기에서 반사 후 투사렌즈와 스크린으로 진행한다.

이러한 구성은 실리콘액정패널이 편광의 빛을 사용하기 때문에 모든 부품을 편광빔분리기를 사용하였고 2차원 영상을 투사하는데 적용되고 있다.

또, 이와 같은 광학엔진은 한쪽 편광을 버리는 구조이기 때문에 광량을 50% 밖에 활용할 수 없어 광효율이 저하되고 보다 밝은 영상을 구현할 수 없는 문제점등이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 2배 밝은 광량을 확보하여 전력 절감과 광량 향상을 이루도록 한 입체투사광학엔진을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 광원과, 상기 광원으로부터 생성된 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드와, 글라스로드를 통과한 균일한 광을 조명하는 조명렌즈와, 조명된 광을 색깔에 따라 분리하는 컬러필터와, 투과 혹은 반사된 컬러광을 편광성분에 대해 P편파는 투과시키고, S편파는 반사시켜 분리하는 편광빔분리기와, 분리된 적색광,녹색광,청색광을 영상신호로 형성하고, 편광의 방향을 바꾸어 내보내는 실리콘액정패널과, 상기 실리콘액정패널에서 형성된 영상신호를 스크린에 투영하는 투사렌즈를 포함하여 이루어지는 입체광학엔진에 있어서, 상기 광원은 백색광 램프 또는 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드로 형성되고, 상기 편광빔분리기는 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기로 2개가 배치되며, 상기 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기의 일면 또는 복수의 면으로는 입사되는 조명광을 투과 또는 반사시켜 적색광,녹색광,청색광을 단색광으로 분리하여 색순도를 높이는 제1컬러필터와 제2컬러필터 2개로 이루어지는 컬러필터 또는 제2컬러필터, 제3컬러필터, 제4컬러필터 3개로 이루어지는 컬러필터나, 제1컬러필터, 제2컬러필터, 제3컬러필터, 제4컬러필터 4개로 이루어지는 컬러필터가 배치되고, 상기 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기 또는 제3컬러필터와 제4컬러필터의 복수의 면으로는 상기 실리콘액정패널이 2개씩 총 4개 또는 총 6개가 배치되어, 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2편광빔분리기와 제1컬러필터 사이 또는 상기 광원과 글라스로드 사이에는 입사되는 광을 선택적으로 투과시키는 컬러휠이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 광원이 발광다이오드로 형성 배치될 경우, 상기 제2편광빔분리기의 3면으로는 제2컬러필터와 제3컬러필터 및 제4컬러필터가 각각 배치되고, 상기 제1편광빔분리기의 복수의 면으로는 2개의 녹색광용실리콘액정패널이 형성되며, 상기 제3컬러필터와 제4컬러필터의 복수의 면으로는 적색광용실리콘액정패널과, 청색광용실리콘액정패널이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 광원이 백색광 램프로 형성될 경우, 상기 제2편광빔분리기의 4면으로는 상기 제1컬러필터, 제2컬러필터, 제3컬러필터, 제4컬러필터가 각각 배치되고, 상기 제1편광빔분리기의 일측으로는 상기 제1컬러필터를 통해 입사되는 광을 투과시키는 더미프리즘블럭이 형성되며, 상기 더미프리즘블럭과 제1편광빔분리기의 일측으로는 진행하는 광의 경로를 바꾸기 위한 복수의 미러와 상기 미러 사이에는 조명보조렌즈가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기의 복수의 면으로는 녹색광용실리콘액정패널이 각각 형성되고, 제3컬러필터 및 제4컬러필터의 복수의 면으로는 적색광용실리콘액정패널과 청색광용실리콘액정패널이 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 컬러휠은 중앙을 기준으로 반은 청색필터로 형성되고 나머지 반은 적색필터로 형성되거나, 또는 중앙을 기준으로 반은 녹색과 청색이 투과하고, 나머지 반은 녹색과 적색이 투과하도록 필터코팅되는 것 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 실리콘액정패널의 일측 또는 편광빔분리기와, 컬러필터의 사이에는 진행하는 주광선의 집광을 위한 렌즈가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 컬러필터는 녹색광은 반사하고 적색광과 청색광은 투과하도록 형성하거나 또는 적색광과 청색광은 반사하고 녹색광은 투과하도록 형성하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 광원과, 상기 광원으로부터 생성된 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드와, 글라스로드를 통과한 균일한 광을 조명하는 조명렌즈와, 조명된 광을 색깔에 따라 분리하는 컬러필터와, 투과 혹은 반사된 컬러광을 편광성분에 대해 P편파는 투과시키고, S편파는 반사시켜 분리하는 편광빔분리기와, 분리된 적색광,녹색광,청색광을 영상신호로 형성하고, 편광의 방향을 바꾸어 내보내는 실리콘액정패널과, 상기 실리콘액정패널에서 형성된 영상신호를 스크린에 투영하는 투사렌즈를 포함하여 이루어지는 입체투사광학엔진에 있어서, 상기 광원은 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED)로 형성되고, 상기 편광빔분리기와 컬러필터는 1개 또는 2개로 배치되며, 상기 편광빔분리기의 복수의 면으로는 상기 녹색광용실리콘액정패널과, 적,청색광용실리콘액정패널이 각각으로 배치되어, 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 발광다이오드(LED)는 적색광,녹색광,청색광이 한방향에서 동시에 조사되도록 배치되거나, 또는 녹색광은 일측방향에서 적색광 및 청색광은 타일측 방향에서 상호 직각을 이루면서 교차하여 조사되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 발광다이오드(LED)는 적색광,녹색광,청색광이 한 방향에서 동시에 조사되도록 배치될 경우, 상기 편광빔분리기와 컬러필터는 상호 대향하여 각 2개로 배치되고, 녹색광 발광다이오드는 일측방향에서 적색광 및 청색광 발광다이오드는 타일측 방향에서 상호 직각을 이루면서 교차하여 조사되도록 배치될 경우, 상기 편광빔분리기는 2개로 배치되고, 컬러필터는 1개로 배치되거나, 또는 상기 편광빔분리기와 컬러필터가 각 1개로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 편광빔분리기는 큐브형 또는 격자무늬 평판형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 광원과, 상기 광원으로부터 생성된 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드와, 글라스로드를 통과한 균일한 광을 조명하는 조명렌즈와, 조명된 광을 색깔에 따라 분리하는 컬러필터와, 투과 혹은 반사된 컬러광을 편광성분에 대해 P편파는 투과시키고, S편파는 반사시켜 분리하는 편광빔분리기와, 분리된 적색광,녹색광,청색광을 영상신호로 형성하고, 편광의 방향을 바꾸어 내보내는 실리콘액정패널과, 상기 실리콘액정패널에서 형성된 영상신호를 스크린에 투영하는 투사렌즈를 포함하여 이루어지는 입체투사광학엔진에 있어서, 상기 편광빔분리기는 제1편광빔분리기, 제2편광빔분리기 및 제3편광빔분리기로 형성되고, 광의 진행 경로를 기준으로 광이 상기 제3편광빔분리기로 진행하기 전 일 측 방향에는 제1,2 컬러필터가 제3편광빔분리기의 일면 측으로 동시에 배치되며, 상기 제1,2,3편광빔분리기의 사이에는 입사되는 적색광, 녹색광, 청색광의 조명을 선택하여 반사 또는 투과하는 제3컬러필터가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기의 대각선 방향 외일측으로는 반사하여 진행하는 광의 경로를 바꾸기 위한 미러가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기의 복수의 면으로는 녹색광용실리콘액정패널이 각각 형성되고, 제2편광빔분리기의 복수의 면으로는 청색광용실리콘액정패널이 각각 형성되며, 제3편광빔분리기의 복수의 면으로는 적색광용실리콘액정패널이 각각 형성되어 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제3컬러필터는 녹색광은 투과시키고, 적색광과 청색광은 반사시키는 X큐브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 광원은 백색광 램프 또는 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 발광다이오드로 형성되는 광원은 상기 제1편광빔분리기로 녹색광이 입사되도록 배치되고, 상기 제2편광빔분리기로는 청색광이 입사되도록 배치되며, 상기 제3편광빔분리기로는 적색광이 입사되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

삭제

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 특히, 1개 또는 복수의 편광빔분리기와 컬러필터 및 실리콘액정패널을 특성있게 배치하여 양쪽 편광을 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 실리콘액정패널(LCOS)을 이용한 2차원 영상 투사광학엔진의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 컬러휠을 다른 위치에 형성한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 각 실리콘액정패널 앞에 조명광의 집광을 위한 렌즈를 형성한 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 편광빔분리기와 컬러필터 사이에 조명광의 집광을 위한 렌즈를 형성한 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제2실시예로써 광원을 발광다이오드(LED)로 형성하여 광로를 변형한 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제3실시예로써 광원을 백색광 램프로 형성하여 광로를 변형한 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제4실시예로써 광원을 발광다이오드(LED)로 형성함과 동시에 적색광,녹색광,청색광이 한방향에서 출사되도록 한 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제5실시예로써, 광원을 발광다이오드(LED)로 형성함과 동시에 적색광은 일측에서 출사되고, 녹색광과, 청색광은 타 일측에서 출사되도록 한 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제6실시예로써, 광원을 발광다이오드(LED)로 형성함과 동시에 편광빔분리기와 컬러필터를 각 1개씩만 형성한 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제7실시예로써, 3개의 편광빔분리기를 형성한 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 제8실시예로써, 도 11의 광원을 발광다이오드로 형성한 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 입체투사광학엔진의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 광원(310)과, 컬러휠(390)과, 컬러필터(350)와, 편광빔분리기(PBS:Polarizing Beam Splitter)(340) 및, 실리콘액정패널(Liquid Crystal On Silicon)(360)로 대별되어 이루어진다.

상기 광원(310)은, 태양 빛처럼 각 파장의 빛이 적당한 비율로 합쳐진 빛인 백색광을 생성하는 램프(lamp)로 형성되거나, 또는 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)에 의해 백열등, 형광등 등 재래식 조명과 달리 전기에너지를 빛(光)에너지로 전환하는 효율이 높은 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED : Light Emitting Diode)등으로 형성된다.

상기 컬러휠(color wheel)(390)은, 조명기구의 하나로서, 입사되는 백색광 중 적색광(R), 청색광(B)을 선택적으로 통과시키는 컬러필터가 배치된 원판 또는, 반은 적색광(R), 녹색광(G)의 컬러필터(젤라틴 페이퍼)가 배치되고, 나머지 다른 반은 녹색광(G), 청색광(B)을 통과시키는 컬러필터(젤라틴 페이퍼)가 배치된 원판과, 상기 원판을 회전시키기 위한 구동원(미도시)을 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 컬러휠(390)은 원판의 중앙을 기준으로 반은 적색광(R)이 투과하도록 적색필터로 형성되고, 나머지 반은 청색광(B)이 투과하도록 청색필터로 형성되는 것 또는, 원판의 중앙을 기준으로 반은 녹색광(G)과 청색광(B)이 투과하도록 녹색필터와 청색필터가 코팅되고, 나머지 반은 녹색광(G)과 적색광(R)이 투과하도록 녹색필터와 적색필터가 코팅된 것 등으로 형성할 수 있다.

여기서, 상기 컬러휠(390)이 원판의 중앙을 기준으로 반은 녹색광(G)과 청색광(B)이 투과하도록 녹색필터와 청색필터가 코팅되고, 나머지 반은 녹색광(G)과 적색광(R)이 투과하도록 녹색필터와 적색필터가 코팅형성될 경우 표 1과, 표 2에 나타난 것과 같은 코팅특성을 이루게 된다.

상기 표 1은 적색광(R)과 녹색광(G)은 투과시키고 청색광(B)은 반사시키는 필터코팅된 컬러휠 또는 X-cube prism의 코팅 그래프이다.

상기 표 2는 녹색광(G)과 청색광(B)을 투과시키고, 적색광(R)은 반사시키는 필터코팅된 컬러휠 또는 X-cube prism의 코팅 그래프이다.

또, 상기 컬러휠(390)은 상기 편광빔분리기(340)와 컬러필터(350) 사이에 형성되거나 또는, 도 3에 도시된 바와 같이 조명계 중간 즉, 상기 광원(310)과, 광원(310)으로부터 출사되는 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드(320) 사이에 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 컬러휠(390)이 상기 편광빔분리기(340)와 컬러필터(350) 사이에 형성될 경우 원판의 중앙을 기준으로 반은 적색광(R)이 투과하도록 적색필터로 형성되고, 나머지 반은 청색광(B)이 투과하도록 청색필터로 형성되는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 도 3에 도시된 바와 같이 조명계 중간 즉, 상기 광원(310)과, 글라스로드(320) 사이에 형성될 경우 원판의 중앙을 기준으로 반은 녹색광(G)과 청색광(B)이 투과하도록 녹색필터와 청색필터가 코팅되고, 나머지 반은 녹색광(G)과 적색광(R)이 투과하도록 녹색필터와 적색필터가 코팅된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 컬러휠(390)을 조명계 중간에 형성할 경우 회전원판의 반은 녹색광(G)과 적색광(R)이 투과하고, 다른 반은 청색광(B)과 녹색광(G)이 투과하는 필터가 코팅된 것을 사용하여야 한다. 다시말해, 녹색광(G)은 항상 투과하도록 구성되어야 한다.

상기 컬러필터(color filter)(350)는, 유리에 색을 넣거나 여러 겹으로 막을 입혀서 빛을 부분적으로 흡수하고 투과하도록 만든 필터로서, 조명렌즈(330)와 상기 편광빔분리기(340)의 주변에 복수개 배치되어 편광되지 않고 진행하는 광을 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)으로 분리하여 색순도를 높임과 동시에 반사 또는 투과시키기 위해 대각면을 갖는 큐브(cube) 형태의 제1컬러필터(351)와, 제2컬러필터(352)로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1컬러필터(351)는 녹색광(G)은 반사하고 적색광(R)과 청색광(B)은 투과하도록 형성하고, 제2컬러필터(352)는 녹색광(G)은 투과하고, 적색광(R)과 청색광(B)은 반사하도록 형성하거나 또는 제2컬러필터(351)에서는 녹색광(G)은 반사하고, 적색광(R)과 청색광(B)은 투과하도록 형성할 수 있다.

또는, 반대의 경우로 제1컬러필터(351)는 녹색광(G)은 투과하고, 적색광(R)과 청색광(B)은 반사하도록 형성하고, 제2컬러필터(352)는 녹색광(G)은 투과하고, 적색광(R)과 청색광(B)은 반사하도록 형성하거나, 또는 제2컬러필터(352)에서는 녹색광(G)은 반사하고, 적색광(R)과 청색광(B)은 투과하도록 형성할 수도 있다.

상기 편광빔분리기(PBS : Polarizing Beam Splitter)(340)는, 상기 제1컬러필터(351)와 제2컬러필터(352)의 주변 예컨대, 상호 대각선 방향으로 마주하는 상기 제1컬러필터(351)와 제2컬러필터(352)의 사이에 제1컬러필터(351)에 의해 적색광(R)과, 청색광(B) 및 녹색광(G)으로 투과 혹은 반사에 의해 분리된 조명광을 받아 P편광파와 S편광파로 용이하게 분리하는 제1편광빔분리기(341)와 제2편광빔분리기(342)로 2개가 배치된다.

여기서, 상기 P편광파는 빛의 전기장이 입사면(입사파의 방향과 경계면의 법선을 포함하는 면)과 평행한 방향을 갖는 성분의 빛이며, S편광파는 전기장이 입사면에 수직한 방향의 빛을 나타낸다. 이때, P편광파는 투과진행하고, S편광파는 직각으로 반사진행하는 구조를 갖는다.

그리고, 상기 편광빔분리기(340)는 삼각형의 프리즘이 결합되어 큐브형을 이루도록 형성되거나 또는, 격자무늬 평판형으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 실리콘액정패널(LCOS)(360)은, 광변조(spatial light modulator)소자의 하나로서 반사형 액정소자이고, 상기 제1편광빔분리기(341)의 측부를 이루는 복수의 면에 각각 형성되어 좌우영상을 담당하는 복수의 녹색광용실리콘액정패널(362)과, 상기 제2편광빔분리기(342)의 측부를 이루는 복수의 면에 각각 형성되어 좌우 영상을 시분할적으로 담당하는 적,청색광용실리콘액정패널(364)로 이루어진다.

여기서, 상기 복수의 녹색광용실리콘액정패널(362)은 각 1개의 패널 전체로 녹색광(G)을 형성하는 총 2개의 패널이 좌우 녹색 영상을 담당하도록 형성되는데 비해, 상기 적,청색광용실리콘액정패널(364)은 1개의 패널에 절반씩 적색광(R)과 청색광(B)을 형성하는 총 2개의 패널이 좌우 적색광(R)과 청색광(B) 영상을 시분할적으로 담당하도록 형성된다.

이에 따라, 적색광(R)과 청색광(B)은 녹색광(G)에 비하여 반밖에 되지 않지만 실제 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B) 3개의 광이 합쳐져서 백색광을 구현하는데 있어서는 녹색광량이 2배정도 필요하게 되므로 적합한 배치를 이룰 수 있다.

또, 상기 복수의 녹색광용실리콘액정패널(362)과 적,청색광용실리콘액정패널(364)은 상기 제1편광빔분리기(341)와, 제2편광빔분리기(342)에서 녹색광(G)과, 적색광(R) 및, 청색광(B)으로 분리된 편광을 회전시켜 이미지 즉, 영상신호를 형성한 다음 다시 입사방향으로 되돌린다.

이러한 실리콘액정패널(360)은, 투과형 LCD 패널이나, DMD 소자에 비해 광변조 소자의 구동이 간단하고 가격이 저렴한 특성이 있다.

상기 실리콘액정패널(360)은 편광빔분리기(340)의 측부 또는 큐브형 컬러필터(350)의 측부에 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명은 투사렌즈의 크기를 줄이고, 설계를 용이하게 함과 동시에 편광빔분리기의 제작을 용이하게 하기 위해서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 실리콘액정패널(360)의 일측 또는 편광빔분리기(340)와, 컬러필터(350)의 사이에 진행하는 주광선의 집광을 위한 렌즈(L)가 형성된다. 이에 따라, 주광선이 확산되지 않고 광축방향으로 진행하게 된다.

즉, 상기 실리콘액정패널(360) 앞 또는 편광빔분리기(340)와 컬러필터(350)의 사이에 집광을 위한 렌즈(L)를 위치시킬 경우, 편광빔분리기(340)와 컬러필터(350)를 통과하는 주광선이 광축과 평행을 이루며 진행하기 때문에 편광분리기(340)의 편광분리면에 입사되는 각이 45°에서 크게 벗어나지 않게 되고, 투사렌즈의 크기를 적게 할 수 있어서 광학엔진의 설계와 제작이 용이하다.

이와 같은 집광을 위한 렌즈(L)의 설치는 백색광 램프를 광원으로 사용하는 입체투사광학엔진 뿐만 아니라, 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드를 광원으로 사용하는 입체투사광학엔진에도 동일하게 적용된다.

또한, 이와 같은 구성의 3차원 투사광학엔진은 종래에 한쪽 편광을 버리는 2차원 투사광학엔진에 비하여 양쪽 편광을 모두 사용하기 때문에 2배 밝은 광량을 확보하여 보다 밝은 화질을 제공할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 입체투사광학엔진(300)은, 광원(310)에 의해 생성된 조명광(빛)이 전방에 위치하는 단면이 사각형의 유리봉으로 형성된 글라스로드(320)로 입사되어 다수의 전반사를 이루면서 균일한 광으로 변화 된다.

상기 글라스로드(320)를 통과한 균일한 광은 다수의 렌즈로 형성된 조명렌즈(330)로 입사되어 굴절된 후 확산 조명된다.

상기 조명렌즈(330)에 의해서 조명된 광은, 상기 제1컬러필터(351)로 입사되면서 녹색광(G)은 반사하고 적색광(R)과 청색광(B)은 투과하면서 녹색, 적색, 청색광이 색깔에 따라 분리된다.

상기 제1컬러필터(351)에서 반사된 녹색광(G)은 상기 제1편광빔분리기(341)로 입사되고, 투과된 적색광(R)과 청색광(B)은 컬러휠(390)을 거치면서 적색광(R)과 청색광(B)이 선택적으로 시분할적으로 통과되어 제2편광빔분리기(342)로 입사된다.

계속해서, 상기 제1편광빔분리기(341)로 진행된 녹색광(G)은 반사 또는 투과하여 상기 복수의 녹색광용실리콘액정패널(362)로 입사되고, 상기 제2편광빔분리기(342)로 진행된 적색광(R)과 청색광(B)은 반사 또는 투과하여 상기 복수의 적,청색광용실리콘액정패널(364)로 입사된다.

이렇게 진행된 상호 다른 2개의 편광은 녹색광용실리콘액정패널(361)과 적,청색광용실리콘액정패널(362)의 화소들에서 편광 방향을 달리하여 회전하면서 영상신호가 형성된다. 이때의 회전 정도가 영상정보가 된다.

즉, 본 발명의 각 실리콘액정패널의 경우에는 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)의 광선 강도가 영상정보가 된다.

상기 회전된 편광은 다시 광경로를 따라 반사되어 되돌아오면서 상기 제2컬러필터(352)를 통해 반사 또는 투과로 통과한 후, 투사렌즈(370)를 통하여 스크린(380)에 투사되어 대형 화상을 맺게 된다.

이때, 진행하는 광은 상기 실리콘액정패널(360)을 통해 버려지지 않고 반사 또는 투과되면서 양쪽 편광을 모두 상기 편광빔분리기(340)로 진행시키게 되어 2배 밝은 광량을 확보할 수 있어 종래에 비해 월등하게 광량이 향상된다.

한편, 도 6은 본 발명의 제2실시예를 나타낸 도면으로서, 이는 상기 광원(310)을 백색광 램프 대신 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)이 합쳐져서 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED)로 형성함으로써, 광엔진의 구조를 콤팩트화 시킨것이다.

즉, 상기 백색광 램프 대신 상기 제2편광빔분리기(342)의 일측으로는 적색광(R)과 청색광(B)을 생성, 출사하는 발광다이오드 광원(310)을 배치하고, 상기 발광다이오드 광언(310)이 배치된 일측을 제외한 제2편광빔분리기(342)의 타측 3방향(3면) 측으로는 제2,3,4 컬러필터(352),(353),(354)가 각 1개씩 3개를 배치하며, 제1편광빔분리기(341)의 일측으로는 녹색광(G)을 생성, 출사하는 발광다이오드 광원(310)를 배치한다.

그리고, 상기 제1편광빔분리기(341)의 타 측부분으로는 2개의 녹색광용실리콘액정패널(362)을 형성하고, 상기 제3컬러필터(353)와, 제4컬러필터(354)의 측부분으로는 적색광용실리콘액정패널(361)과, 청색광용실리콘액정패널(363)을 각 2개씩 4개를 형성한다. 이러한 구성의 투사광학엔진은, 보다 간단하고 콤팩트하게 제작될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 제3실시 예를 나타낸 도면으로서, 이는 상기 광원(310)을 백색광 램프로 형성한 것이다.

상기 제2편광빔분리기(342)의 사방 측면부로는 제1,2,3,4 컬러필터(351),(352),(353),(354)가 각 1개씩 4개가 배치되고, 제1편광빔분리기(341)의 일측으로는 상기 제1컬러필터(351)를 통해 반사 또는 투과하여 입사되는 조명광을 투과시키는 더미프리즘블럭(345)이 형성되며, 상기 더미프리즘블럭(345)과 제1편광빔분리기(341)의 일측으로는 진행하는 광의 경로를 바꾸기 위한 복수의 미러(M)가 형성된다.

또, 상기 미러(M)와 미러(M)의 사이에는 조명보조렌즈(346)가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기(341)의 타 측 부분인 복수의 면으로는 2개의 녹색광용실리콘액정패널(362)이 형성되고, 상기 제2컬러필터(352)와, 제3컬러필터(353)의 측 부분인 복수의 면으로는 적색광용실리콘액정패널(361)과, 청색광용실리콘액정패널(363)이 각 2개씩 4개가 형성된다.

이와 같이, 실리콘액정패널(360)을 많이 배치하여 사용하면 보다 많은 광량과 고해상의 영상을 확보할 수 있다. 그러나, 이 경우에는 투사렌즈(370)에서 각 실리콘액정패널(361),(362),(363)까지의 광학적 거리를 일치시키기 위해 녹색광로에는 더미프리즘블록(345)이 형성되는 것이 바람직하다.

또, 녹색의 조명 광로가 다른 광로에 비하여 길어지지 때문에 조명을 효율적으로 하기 위하여 녹색 광로에는 조명 보조렌즈(조명릴레이광학계)(346)를 추가로 형성하였다.

도 8은 본 발명에 따른 제4실시예로써, 이는 상기 편광빔분리기(340)를 제1편광빔분리기(341)와 제2편광빔분리기(342)로 형성하고, 상기 제1편광빔분리기(341)와 제2편광빔분리기(342)의 주변 예컨대, 상호 대각선 방향으로 마주하는 상기 제1편광빔분리기(341)와 제2편광빔분리기(342)의 사이에 제1컬러필터(351)와 제2컬러필터(352)를 형성하며, 상기 제1편광빔분리기(341)의 복수의 면으로는 녹색광용실리콘액정패널(362)을 각각 형성하고, 제2편광빔분리기(342)의 복수의 면으로는 적,청색광용실리콘액정패널(364)을 각각 형성하였다.

그리고, 상기 광원(310)을 백색광 램프 대신 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)이 합쳐져서 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED)로 형성함으로써, 제1컬러필터(351)와 제2편광빔분리기(342) 사이에 형성되는 컬러휠(390)을 형성하지 않도록 하였다.

본 실시예에서는, 상기 발광다이오드(LED)는 적색광(R),녹색광(G),청색광(B)이 한방향에서 동시에 조사되도록 형성된다.

이에 따라, 구조를 간단히 할 수 있음과 동시에 보다 향상된 광량을 확보할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제5실시예를 나타낸 도면으로서, 이는 상기 편광빔분리기(340)를 2개 즉, 제1편광빔분리기(341)와 제2편광빔분리기(342)로 형성하고, 상기 제1편광빔분리기(341)와 제2편광빔분리기(342)의 일 측면 사이에는 1개의 컬러필터(350)만을 형성하며, 상기 제1편광빔분리기(341)의 복수의 면으로는 녹색광용실리콘액정패널(362)을 각각 형성하고, 제2편광빔분리기(342)의 복수의 면으로는 적,청색광용실리콘액정패널(364)을 각각 형성하였다.

그리고, 상기 광원(310)을 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)이 합쳐져서 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED)로 형성한다.

이에 따라, 녹색광(G) 발광다이오드(LED)는 상기 제1편광빔분리기(341)로 녹색광(G)이 입사되도록 배치하고, 적색광(R)과 청색광(B) 발광다이오드(LED)는 상기 제2편광빔분리기(342)로 적색광(R)과 청색광(B)이 입사되도록 배치함으로써, 하나의 컬러필터와 컬러휠을 형성하지 않는 간단한 구조를 이루도록 하였다.

여기서, 상기 발광다이오드(LED) 광원(310)은, 녹색광(G)은 일측방향에서, 적색광(R) 및 청색광(B)은 타일측 방향에서 상호 직각을 이루면서 교차하여 조사되도록 형성된다.

도 10은 본 발명의 제6실시예를 나타낸 도면으로서, 이는 상기 편광빔분리기(340)를 1개 즉, 격자무늬 평판형을 이루도록 형성하고, 상기 편광빔분리기(340)의 일단 측부로는 복수의 녹색광용실리콘액정패널(362)을 형성하고, 타단 측부로는 복수의 적,청색광용실리콘액정패널(364)을 형성하였다.

그리고, 상기 편광빔분리기(340)의 중간부 일측으로는 1개의 컬러필터(350)를 형성하고, 또 녹색광(G) 발광다이오드(LED)는, 일측방향에서 조사하도록 형성하고, 적색광(R) 및 청색광(B) 발광다이오드(LED)는 상기 녹색광(G) 발광다이오드(LED)와 상호 직각하는 타일측 방향에서 조사하도록 교차하여 형성된다.

이러한 구조는 도 9의 변형된 구조로서 복수의 편광빔분리기를 사용하지 않고 1개의 와이어격자편광빔분리기(Wire grid PBS)만을 형성함으로써, 보다 간단하고 컴팩트한 구조를 이루도록 한 것이다.

이러한 실시 예 모두 상기 실리콘액정패널을 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 수용, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보할 수 있다.

이와 같이, 상기 광원(310)이 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)이 합쳐져서 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED)로 형성되어 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)이 한방향에서 동시에 조사되도록 형성될 경우, 상기 편광빔분리기(340)와 컬러필터(350)는 상호 대향하여 각 2개로 배치되고, 또 녹색광(G)은 일측방향에서 적색광(R) 및 청색광(B)은 타일측 방향에서 상호 직각을 이루면서 교차하여 조사되도록 형성될 경우, 상기 편광빔분리기(340)는 2개로 배치되고, 컬러필터(350)는 1개로 배치되거나, 또는 상기 편광빔분리기(340)와 컬러필터(350)가 각 1개로 배치될 수 있다.

또, 상기 편광빔분리기(340)는 필요에 따라 큐브형 또는 격자무늬 평판형으로 형성될 수 있다.

이는 상기 편광빔분리기(340)의 개수를 적게 하거나 격자무늬 평판형으로 형성함으로써, 광량을 향상시킴과 동시에 무게를 경량화할 수 있는 것이다. 따라서, 입체투사광학엔진(300)의 구조를 단순화 하고 무게를 감량할 수 있어 크기를 콤팩트하게 이룰 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 제7실시예를 나타낸 도면으로서, 이는 상기 편광빔분리기(340)가 제1편광빔분리기(341)와, 제2편광빔분리기(342) 및 제3편광빔분리기(343)로 형성되고, 광의 진행 경로를 기준으로 광이 상기 제3편광빔분리기(343)의 일면 측으로는 제1,2 컬러필터(351),(352)가 전,후로 동시에 배치되며, 상기 제1,2,3편광빔분리기(341),(342),(343)의 사이에는 입사되는 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)의 조명을 선택하여 반사 또는 투과하는 제3컬러필터(353)가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기(341)의 일측으로는 반사하여 진행하는 광의 경로를 바꾸기 위한 미러(M)가 형성되며, 상기 제1편광빔분리기(341)와 제2편광빔분리기(342)와 제3편광빔분리기(343)의 측부분인 복수의 면으로는 적색광용실리콘액정패널(361)과, 녹색광용실리콘액정패널(362)과, 청색광용실리콘액정패널(363)이 각 2개씩 총 6개가 형성된다.

이에 따라, 상기 제1컬러필터(351)에서는 청색광(B)을 반사시켜 상기 미러(M)로 진행시키고, 적색광(R)과 녹색광(G)은 투과시켜 제2컬러필터(352)로 입사되도록 진행시키며, 상기 미러(M)로 진행, 반사된 청색광(B)은 상기 제2편광빔분리기(342)와 청색광용실리콘액정패널(363)에서 투과 또는 반사되어 상기 제3컬러필터(353)로 진행한 후 반사되어 투사렌즈(370)를 통해 스크린(380)으로 투사되고, 상기 제2컬러필터(352)로 진행한 적색광(R)은 투과하여 제3편광빔분리기(343)와 적색광용실리콘액정패널(361)에서 투과 또는 반사되어 상기 제3컬러필터(353)로 진행한 후 반사되어 투사렌즈(370)를 통해 스크린(380)으로 투사되며, 상기 제2컬러필러(352)로 진행한 녹색광(G)은 반사하여 상기 제1편광빔분리기(341)와 녹색광용실리콘액정패널(362)에서 투과 또는 반사되어 상기 제3컬러필터(353)로 진행한 후 투과되어 투사렌즈(370)를 통해 스크린(380)으로 투사된다.

이러한 구성 즉, 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)의 각 파장별 편광빔분리기(340)를 형성하고, 상기 제1,2,3 편광빔분리기(341),(342),(343)를 통과한 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)을 제3컬러필터(353)에서 녹색광(G)은 투과시키고, 적색광(R)과 청색광(B)은 반사시키는 X큐브로 형성함에 따라 편광빔분리기(340)가 담당하는 파장 영역이 좁기 때문에 제작이 쉬운 장점이 있다.

이에 따라, 상기 실리콘액정패널(360)로 입사되는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보하게 된다.

도 12는 본 발명에 따른 제8실시예를 나타낸 도면으로서, 이는 도 11의 변형된 구성으로써, 상기 광원(310)을 백색광 램프 대신 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)이 합쳐져서 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED)로 형성함으로써, 광엔진의 구조를 콤팩트화 시킨것이다.

즉, 상기 제1편광빔분리기(341)의 일측으로는 녹색광(G)을 조명하는 발광다이오드 광원(310)이 배치되고, 상기 제2편광빔분리기(342)의 일측으로는 청색광(B)을 조명하는 발광다이오드 광원(310)이 배치되며, 상기 제3편광빔분리기(343)의 일측으로는 적색광(R)을 조명하는 발광다이오드 광원(310)이 배치된다.

이에 따라, 상기 청색광(B)을 조명하는 발광다이오드 광원(310)에서 출사된 청색광(B)은 상기 제2편광빔분리기(342)와 청색광용실리콘액정패널(363)에서 투과 또는 반사되어 상기 제3컬러필터(353)로 진행한 후 반사되어 투사렌즈(370)를 통해 스크린(380)으로 투사되고, 상기 적색광(R)을 조명하는 발광다이오드 광원(310)에서 출사된 적색광(R)은 제3편광빔분리기(343)와 적색광용실리콘액정패널(361)에서 투과 또는 반사되어 상기 제3컬러필터(353)로 진행한 후 반사되어 투사렌즈(370)를 통해 스크린(380)으로 투사되며, 상기 녹색광(G)을 조명하는 발광다이오드 광원(310)에서 출사된 녹색광(G)은 상기 제1편광빔분리기(341)와 녹색광용실리콘액정패널(362)에서 투과 또는 반사되어 상기 제3컬러필터(353)로 진행한 후 투과되어 투사렌즈(370)를 통해 스크린(380)으로 투사된다.

그러므로, 보다 간단한 구성으로 상기 실리콘액정패널(360)로 입사되는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시 예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

310 : 광원 320 : 글라스로드(glass rod)
330 : 조명렌즈
340 : 편광빔분리기(PBS:Polarizing Beam Splitter)
341 : 제1편광빔분리기 342 : 제2편광빔분리기
343 : 제3편광빔분리기 350 : 컬러필터
351 : 제1컬러필터 352 : 제2컬러필터
353 : 제3컬러필터 354 : 제4컬러필터
360 : 실리콘액정패널(LCOS : Liquid Crystal on Silicon)
361 : 적색광용실리콘액정패널 362 : 녹색광용실리콘액정패널
363 : 청색광용실리콘액정패널 364 : 적,청색광용실리콘액정패널
370 : 투사렌즈 380 : 스크린
390 : 컬러휠 M : 미러
L : 렌즈

Claims

광원과, 상기 광원으로부터 생성된 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드와, 글라스로드를 통과한 균일한 광을 조명하는 조명렌즈와, 조명된 광을 색깔에 따라 분리하는 컬러필터와, 투과 혹은 반사된 컬러광을 편광성분에 대해 P편파는 투과시키고, S편파는 반사시켜 분리하는 편광빔분리기와, 분리된 적색광,녹색광,청색광을 영상신호로 형성하고, 편광의 방향을 바꾸어 내보내는 실리콘액정패널과, 상기 실리콘액정패널에서 형성된 영상신호를 스크린에 투영하는 투사렌즈를 포함하여 이루어지는 입체광학엔진에 있어서,
상기 광원은 백색광 램프 또는 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드로 형성되고, 상기 편광빔분리기는 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기로 2개가 배치되며, 상기 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기의 일면 또는 복수의 면으로는 입사되는 조명광을 투과 또는 반사시켜 적색광,녹색광,청색광을 단색광으로 분리하여 색순도를 높이는 제1컬러필터와 제2컬러필터 2개로 이루어지는 컬러필터 또는 제2컬러필터, 제3컬러필터, 제4컬러필터 3개로 이루어지는 컬러필터나, 제1컬러필터, 제2컬러필터, 제3컬러필터, 제4컬러필터 4개로 이루어지는 컬러필터가 배치되고, 상기 제1편광빔분리기와 제2편광빔분리기 또는 제3컬러필터와 제4컬러필터의 복수의 면으로는 상기 실리콘액정패널이 2개씩 총 4개 또는 총 6개가 배치되어, 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
청구항 1에 있어서, 상기 제2편광빔분리기와 제1컬러필터 사이 또는 상기 광원과 글라스로드 사이에는 입사되는 광을 선택적으로 투과시키는 컬러휠이 형성되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
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청구항 1에 있어서, 상기 광원이 발광다이오드로 형성 배치될 경우, 상기 제2편광빔분리기의 3면으로는 제2컬러필터와 제3컬러필터 및 제4컬러필터가 각각 배치되고, 상기 제1편광빔분리기의 복수의 면으로는 2개의 녹색광용실리콘액정패널이 형성되며, 상기 제3컬러필터와 제4컬러필터의 복수의 면으로는 적색광용실리콘액정패널과, 청색광용실리콘액정패널이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
청구항 1에 있어서, 상기 광원이 백색광 램프로 형성될 경우, 상기 제2편광빔분리기의 4면으로는 상기 제1컬러필터, 제2컬러필터, 제3컬러필터, 제4컬러필터가 각각 배치되고, 상기 제1편광빔분리기의 일측으로는 상기 제1컬러필터를 통해 입사되는 광을 투과시키는 더미프리즘블럭이 형성되며, 상기 더미프리즘블럭과 제1편광빔분리기의 일측으로는 진행하는 광의 경로를 바꾸기 위한 복수의 미러와 상기 미러 사이에는 조명보조렌즈가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기의 복수의 면으로는 녹색광용실리콘액정패널이 각각 형성되고, 제3컬러필터 및 제4컬러필터의 복수의 면으로는 적색광용실리콘액정패널과 청색광용실리콘액정패널이 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
청구항 2에 있어서, 상기 컬러휠은 중앙을 기준으로 반은 청색필터로 형성되고 나머지 반은 적색필터로 형성되거나, 또는 중앙을 기준으로 반은 녹색과 청색이 투과하고, 나머지 반은 녹색과 적색이 투과하도록 필터코팅되는 것 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
청구항 1에 있어서, 상기 실리콘액정패널의 일측 또는 편광빔분리기와, 컬러필터의 사이에는 진행하는 주광선의 집광을 위한 렌즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
청구항 1에 있어서, 상기 컬러필터는 녹색광은 반사하고 적색광과 청색광은 투과하도록 형성하거나 또는 적색광과 청색광은 반사하고 녹색광은 투과하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
광원과, 상기 광원으로부터 생성된 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드와, 글라스로드를 통과한 균일한 광을 조명하는 조명렌즈와, 조명된 광을 색깔에 따라 분리하는 컬러필터와, 투과 혹은 반사된 컬러광을 편광성분에 대해 P편파는 투과시키고, S편파는 반사시켜 분리하는 편광빔분리기와, 분리된 적색광,녹색광,청색광을 영상신호로 형성하고, 편광의 방향을 바꾸어 내보내는 실리콘액정패널과, 상기 실리콘액정패널에서 형성된 영상신호를 스크린에 투영하는 투사렌즈를 포함하여 이루어지는 입체투사광학엔진에 있어서,
상기 광원은 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED)로 형성되고, 상기 편광빔분리기와 컬러필터는 1개 또는 2개로 배치되며, 상기 편광빔분리기의 복수의 면으로는 상기 녹색광용실리콘액정패널과, 적,청색광용실리콘액정패널이 각각으로 배치되어, 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
청구항 9에 있어서, 상기 발광다이오드(LED)는 적색광,녹색광,청색광이 한방향에서 동시에 조사되도록 배치되거나, 또는 녹색광은 일측방향에서 적색광 및 청색광은 타일측 방향에서 상호 직각을 이루면서 교차하여 조사되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 발광다이오드(LED)는 적색광,녹색광,청색광이 한방향에서 동시에 조사되도록 배치될 경우, 상기 편광빔분리기와 컬러필터는 상호 대향하여 각 2개로 배치되고, 녹색광 발광다이오드는 일측방향에서 적색광 및 청색광 발광다이오드는 타일측 방향에서 상호 직각을 이루면서 교차하여 조사되도록 배치될 경우, 상기 편광빔분리기는 2개로 배치되고, 컬러필터는 1개로 배치되거나, 또는 상기 편광빔분리기와 컬러필터가 각 1개로 배치되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
청구항 11에 있어서, 상기 편광빔분리기는 큐브형 또는 격자무늬 평판형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
광원과, 상기 광원으로부터 생성된 광을 다수의 전반사로 균일하게 형성하는 글라스로드와, 글라스로드를 통과한 균일한 광을 조명하는 조명렌즈와, 조명된 광을 색깔에 따라 분리하는 컬러필터와, 투과 혹은 반사된 컬러광을 편광성분에 대해 P편파는 투과시키고, S편파는 반사시켜 분리하는 편광빔분리기와, 분리된 적색광,녹색광,청색광을 영상신호로 형성하고, 편광의 방향을 바꾸어 내보내는 실리콘액정패널과, 상기 실리콘액정패널에서 형성된 영상신호를 스크린에 투영하는 투사렌즈를 포함하여 이루어지는 입체투사광학엔진에 있어서,
상기 편광빔분리기는 제1편광빔분리기, 제2편광빔분리기 및 제3편광빔분리기로 형성되고, 광의 진행 경로를 기준으로 광이 상기 제3편광빔분리기로 진행하기 전 일 측 방향에는 제1,2 컬러필터가 제3편광빔분리기의 일면 측으로 동시에 배치되며, 상기 제1,2,3편광빔분리기의 사이에는 입사되는 적색광, 녹색광, 청색광의 조명을 선택하여 반사 또는 투과하는 제3컬러필터가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기의 대각선 방향 외일측으로는 반사하여 진행하는 광의 경로를 바꾸기 위한 미러가 형성되고, 상기 제1편광빔분리기의 복수의 면으로는 녹색광용실리콘액정패널이 각각 형성되고, 제2편광빔분리기의 복수의 면으로는 청색광용실리콘액정패널이 각각 형성되며, 제3편광빔분리기의 복수의 면으로는 적색광용실리콘액정패널이 각각 형성되어 투과 또는 반사하는 좌우측 영상을 모두 수용하여, 편광 방향을 바꾸어 반사시켜 좌우측 편광을 버리지 않고 모두 사용토록 하여 2배 밝은 광량을 확보토록 하는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
청구항 13에 있어서, 상기 제3컬러필터는 녹색광은 투과시키고, 적색광과 청색광은 반사시키는 X큐브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
청구항 13에 있어서, 상기 광원은 백색광 램프 또는 백색광을 구현할 수 있는 발광다이오드 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.
청구항 15에 있어서, 상기 발광다이오드로 형성되는 광원은 상기 제1편광빔분리기로 녹색광이 입사되도록 배치되고, 상기 제2편광빔분리기로는 청색광이 입사되도록 배치되며, 상기 제3편광빔분리기로는 적색광이 입사되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 엘코스이미지패널을 이용하는 입체투사광학엔진.