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KR101620914B1 - 광학 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 광학 시스템은 광원과, 상기 광원의 빛을 균일하게 유도하는 렌즈부재 및 미러부재로 구성된 조명계; 화상이 결상되며, 상기 조명계의 빛이 입사되는 이미지유닛; 상기 이미지유닛의 영상을 확대투사하는 렌즈부재로 구성된 투사계; 및 상기 조명계의 미러부재에 설치되어, 상기 미러부재에 전달되는 광원의 빛을 일부 차단하는 차단유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
광학시스템, 차단판, 어파춰, 잡광, 빛샘방지

Description

광학 시스템{Optical System}
본 발명은 잡광에 의한 빛샘 현상을 방지할 수 있는 광학 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 광학 시스템은 조명계와 투사계로 구분된다. 조명계는 광원과 렌즈, 미러를 통해 광원의 빛을 DMD, AMOLED, TFT-LCD와 같은 이미지 유닛에 전달하고, 투사계는 상기 이미지 유닛에 결상된 영상을 스크린에 투사한다.
이와 같은 광학 시스템에서는, 이미지 유닛과 광원 사이의 거리 차이 및 과도한 조명 등으로 인해 스크린에 투사된 화면 주변에 빛샘 현상이 발생하는 경우가 있다. 이에 따라, 최근에는 빛샘 보정을 위해 이미지 유닛이나 투사렌즈 등에 잡광 또는 과잉 조명을 차단하는 차광판을 설치하는 등의 개선 방안이 제안되고 있다.
하지만, 광학 시스템의 이동성 및 휴대성 증진을 위해, 장치 소형화가 요구될 경우에는, 이미지 유닛과 투사렌즈의 디자인과 배치가 변경될 수 있는데, 이와 같은 소형화 설계에 따라, 빛샘 방지를 위한 차광판을 이미지 유닛과 투사렌즈에 설치하기 어려울 수도 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 투사된 화면의 빛샘 현상을 방지할 수 있도록 구조가 개선된 광학 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 광학 시스템은 광원과, 상기 광원의 빛을 균일하게 유도하는 렌즈부재 및 미러부재로 구성된 조명계; 화상이 결상되며, 상기 조명계의 빛이 입사되는 이미지유닛; 상기 이미지유닛의 영상을 확대투사하는 렌즈부재로 구성된 투사계; 및 상기 조명계의 미러부재에 설치되어, 상기 미러부재에 전달되는 광원의 빛을 일부 차단하는 차단유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 실시예에 의하면, 상기 차단유닛은, 상기 미러부재에 결합되어 상기 광원의 빛을 차단하는 차단판; 및 상기 차단판에 일정 면적을 가지도록 관통 형성되어, 상기 미러부재의 반사면을 노출하는 투과창;을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 차단판은 검은색으로 형성되는 것이 좋으며, 0.1t 미만의 두께를 가질 수 있다.
상기 투과창의 면적은 이미지 유닛에 결상되는 화상크기에 대응되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 실시예에 의하면, 상기 차단유닛은, 상기 미러부재에 도포되는 차광코팅부; 및 상기 미러부재의 반사면을 노출하는 투과부;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 차광코팅부는 검은색 안료를 이용하는 것이 좋으며, 상기 투과부의 면적은 이미지 유닛의 화상크기에 대응되는 것이 바람직하다.
상기 차단부재는, 상기 광원과 가장 가까운 미러부재에 설치되는 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 광원과 이미지 유닛 사이의 광 경로 상에 잡광을 차단할 수 있는 차단판을 설치하여, 이미지 유닛에 결상된 영상을 투사하기 위한 최적화된 양의 빛만이 광 경로를 통해 이동하므로, 잡광 간섭에 따른 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 광학 시스템을 첨부된 도면과 함께 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 광학 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명에 의한 광학 시스템은 조명계(100), 이미지 유닛(130) 투사계(200) 및 차단유닛(300)을 포함한다.
조명계(100)는 광원(110)과, 상기 광원(110)에서 출사되는 빛의 광 경로를 형성하는 제 1 내지 제 3 미러부재(120a)(120b)(120c) 및 상기 제 1 내지 제 3 미러부재(120a)(120b)(120c) 사이에 배치되는 렌즈부재(140)로 구성된다.
상기 광원(100)은 상기 이미지 유닛(130)의 종류에 따라 단색 또는 3색광으로 구성될 수 있으며, 상기 제 1 내지 제 3 미러부재(120a)(120b)(120c)는 광학 시스템의 구성에 따라 그 매수 및 배치가 가변될 수 있다. 상기 렌즈부재(140)는 상기 광원(110)의 빛을 상기 이미지 유닛(130)에 균일하게 유도한다.
이미지 유닛(130)은 DMD, AMOLED, TFT-LCD과 같은 자체 발광 기능이 없는 수광형 디스플레이 모듈로서, 제어신호에 따라 투사될 영상이 결상되며, 상기 조명계(100)의 빛이 입사된다.
상기 투사계(200)는 상기 이미지유닛(130)으로부터의 영상을 확대투사하는 렌즈부재로서, 상기 광원(110)의 빛을 전달받아 이미지 유닛(130)에 결상된 영상을 미도시된 스크린에 투사한다.
상기 차단유닛(300)은 상기 제 1 내지 제 3 미러부재(120a)(120b)(120c) 중 하나에 설치될 수 있으며, 상기 광원(110)의 빛을 일부 차단하여 상기 광원(110)의 빛(이하, 조명광이라 칭함)이 이미지 유닛(130)의 엣지부에 과공급되는 것을 방지한다. 이와 같은 차단유닛(300)에 의해, 스크린에 투사되는 영상 테두리에 발행하는 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차단유닛(300)이 설치된 미러부재의 일 예를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 차단유닛(300)은 차단판(310)과 투과창(320)을 포함한다.
차단판(310)은 상기 제 1 내지 제 3 미러부재(120a)(120b)(120c) 중 어느 하나에 설치되어, 상기 광원(110)의 빛을 일부 차단하여, 불필요한 조명이 광 경로를 따라 이미지 유닛(130)의 엣지부 측에 전달되는 것을 방지한다.
상기 차단판(310)은 스틸 플레이트, 수지재 등 다양한 재료로 구성 가능하며, 상기 광원(110)의 빛을 양호하게 흡수 및 차단할 수 있도록 검은색으로 마련되는 것이 좋다. 또한, 차단판(310) 설치로 인해 장치 부피가 증가하는 것을 방지할 수 있도록 최대한 얇은 두께로 형성되는 것이 좋으며, 바람직하게는 0.1t의 두께를 가지는 것이 좋다.
투과창(320)은 상기 이미지 유닛(130)에서 결상된 영상의 면적과 대응되는 면적으로 형성하는 것이 좋으며, 그 면적은 광학 시스템의 구조에 따라 가변 될 수 있다. 다만, 투과창(320)을 통해 노출된 미러부재(120a)로 반사되는 조명광이 상기 이미지 유닛(130)의 엣지부에 도달하지 않도록 조절될 필요가 있다.
투과창(320)의 형상은 도시된 바와 같이 사각형의 네 귀퉁이가 모따기된 다각형으로 마련될 수도 있고, 사각형 또는 타원형 등으로 구성될 수도 있다. 상기 투과창(320)의 형상은 이미지 유닛(130)의 종류 및 광학 시스템에 따라 다양하게 구성 가능하다.
한편, 제 1 실시예에 따른 차단유닛(300)은 도 1에서 도시된 바와 같이, 광원(110)과 근접된 위치에 설치된 미러부재(120a)에 설치되는 것이 좋으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 광학 시스템의 설계에 따라 다른 미러부재(120b)(120c)에 설치하는 것도 가능하다.
본 발명의 제 2 실시예에 의하면, 상기 차단유닛(300)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 미러부재(120a)의 표면에 도포되는 차광코팅부(350) 및 상기 미러부재의 반사면을 노출하는 투과부(360)로 구성될 수 있다.
차광코팅부(350)는 흡광성을 가지는 검은색 안료를 이용하여, 상기한 제 1 실시예에 기재된 투과창(320)의 형상과 같이 이미지 유닛(130)에 결상된 영상의 투과 면적에 대응되는 크기로 투과부(360)가 형성되도록 상기 제 1 미러(120a) 표면 을 코팅하여 형성된다.
이와 같이 미러부재(120a) 표면에 차광코팅부(350)를 구성하면, 제 1 실시예와 같이 별도 부재로 차광판(310)을 설치 및 고정하는 번거로움 없이, 이미지 유닛(130)의 엣지 부에 과잉 조명이 투사되는 것을 방지할 수 있어, 스크린에 투사된 화면 테두리에서의 빛샘 현상을 억제할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 의한 광학 시스템에 의하면, 이미지 유닛(210)의 엣지면에 불필요한 빛이 전달되지 않으므로, 스크린에 투사된 화상에서의 빛샘 현상을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 광학 시스템의 개략적인 도면,
도 2는 본 발명에 의한 광학 시스템의 사시도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 차단유닛을 도시한 도면, 그리고,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 차단유닛을 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100; 조명계 110; 광원
120a~120c; 미러부재 130; 이미지 유닛
200; 투사계 300; 차단유닛
310; 차단판 320; 투과창
350; 차단코팅 360; 투과부

Claims (9)

  1. 광원과, 상기 광원의 빛을 균일하게 유도하는 렌즈부재 및 미러부재로 구성된 조명계;
    화상이 결상되며, 상기 조명계의 빛이 입사되는 이미지유닛;
    상기 이미지유닛의 영상을 확대투사하는 렌즈부재로 구성된 투사계; 및
    상기 조명계의 미러부재의 반사면에 탈착 가능하게 설치되어, 상기 미러부재에 전달되는 광원의 빛을 일부 차단하는 차단유닛;을 포함하며,
    상기 차단유닛은 상기 광원에 인접하게 배치되고, 상기 미러부재에서 반사되어 상기 투사계로 향하는 빛을 일부 차단하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 차단유닛은,
    상기 미러부재에 결합되어 상기 광원의 빛을 차단하는 차단판; 및
    상기 차단판에 일정 면적을 가지도록 관통 형성되어, 상기 미러부재의 반사면을 노출하는 투과창;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단판은 검은색으로 형성된 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단판의 두께는 0.1t 미만인 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 투과창의 면적은 이미지 유닛에 결상된 화상크기에 대응되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 차단유닛은,
    상기 미러부재에 도포되는 차광코팅부; 및
    상기 미러부재의 반사면을 노출하는 투과부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 차광코팅부는 검은색 안료를 이용하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 투과부의 면적은 이미지 유닛에 결상된 화상크기에 대응되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단유닛은, 상기 광원과 가장 가까운 미러부재에 설치된 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
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