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KR102255272B1 - 프로젝션 렌즈 시스템 및 이를 포함한 프로젝션 시스템 - Google Patents

프로젝션 렌즈 시스템 및 이를 포함한 프로젝션 시스템 Download PDF

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KR102255272B1
KR102255272B1 KR1020150118171A KR20150118171A KR102255272B1 KR 102255272 B1 KR102255272 B1 KR 102255272B1 KR 1020150118171 A KR1020150118171 A KR 1020150118171A KR 20150118171 A KR20150118171 A KR 20150118171A KR 102255272 B1 KR102255272 B1 KR 102255272B1
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KR
South Korea
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lens system
projection
lens
projection lens
group
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김희경
김중형
박정철
송세준
양성광
이윤기
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삼성전자주식회사
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Abstract

프로젝션 렌즈 시스템 및 이를 포함한 프로젝션 시스템이 개시된다.
개시된 프로젝션 렌즈 시스템은, 마이크로 디스플레이 패널이 있는 물체측과 스크린이 있는 상측 사이에 배열된 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 프로젝션 렌즈시스템에 있어서, 조리개; 상기 조리개의 물체측에 배치된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 전군; 상기 조리개의 상측에 배치된 것으로, 가장 상측에 배치된 제1비구면 렌즈와, 상기 제1비구면 렌즈의 물체측에 이웃하여 배치된 제2비구면 렌즈를 포함하는 후군; 및 부의 굴절력을 가지고, 상기 후군으로부터 나온 광을 상측으로 반사시키는 비구면 미러;를 포함한다.

Description

프로젝션 렌즈 시스템 및 이를 포함한 프로젝션 시스템{Projection lens system and projection system}
예시적인 실시예는 소형이고, 초단 초점거리를 가지는 프로젝션 렌즈 시스템및 이를 포함한 프로젝션 시스템에 관한 것이다.
프로젝터 또는 프로젝션 시스템 등은 입력받은 영상 신호를 광원 (예를 들어, LED 또는 램프)에서 방출되는 빛을 이용하여 투사면(스크린)에 투영시켜 화상을 보여주는 디스플레이 장치이다. 이러한 디스플레이 장치는 주로 회의실의 프리젠테이션, 극장의 영사기, 가정의 홈시어터 등을 구현하는데 이용될 수 있다.
프로젝션 시스템에 들어가는 렌즈 시스템은 이미지를 투사면(스크린)에 크게 확장해서 사용자에게 보여준다.
프로젝션 시스템은 널리 사용되며 작은 사이즈의 마이크로 디스플레이(Micro Display)에서 형성된 영상을 프로젝션 렌즈 시스템을 이용해서 확대해서 사용자에게 큰 화면으로 보여줄 수 있다. 마이크로 디스플레이(Micro Display)로는 예를 들면 LCD (Liquid Crystal Display) 또는 DMD (Digital Micro mirror Display) 또는 LCos (Liqiud Crystal Display on silicon) 등이 사용될 수 있다.
일반적으로, 광각 프로젝션 렌즈 시스템은 짧은 투사거리에서 큰 영상을 얻을 수 있으므로, 설치 공간의 제약이 적으며, 소형의 프로젝션 시스템에 많이 채용될 수 있다.
예시적인 실시예는 소형의 프로젝션 렌즈 시스템 및 이를 포함한 프로젝션 시스템을 제공한다.
예시적인 실시예는 초단 초점거리를 가지는 프로젝션 렌즈 시스템 및 이를 포함한 프로젝션 시스템을 제공한다.
예시적인 실시예에 따르면, 마이크로 디스플레이가 있는 물체측과 스크린이 있는 상측 사이에 배열된 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 프로젝션 렌즈시스템에 있어서,
조리개;
상기 조리개의 물체측에 배치된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 전군;
상기 조리개의 상측에 배치된 것으로, 가장 상측에 배치된 제1비구면 렌즈와, 상기 제1비구면 렌즈의 물체측에 이웃하여 배치된 제2비구면 렌즈를 포함하는 후군; 및
부의 굴절력을 가지고, 상기 후군으로부터 나온 광을 상측으로 반사시키는 비구면 미러;를 포함하고,
다음 식을 만족한다.
<식>
2.6 < |R25/R24|< 3.2.
여기서, R24는 상기 제2비구면 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경을, R25은 상기 제2비구면 렌즈의 상측 면의 곡률 반경을 나타낸다.
상기 전군은 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 전군은 가장 상측에 제3 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 전군과 마이크로 디스플레이 사이에 광의 경로를 변환하기 위한 광경로 변환 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 후군은 물체측에서 상측으로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군과 부의 굴절력을 가지는 제2서브 렌즈군을 포함하고, 상기 제1비구면 렌즈와 제2비구면 렌즈가 상기 제2서브 렌즈군에 포함될 수 있다.
상기 제1서브 렌즈군은 3매의 구면 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 프로젝션 렌즈 시스템의 투사율 TR이 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
0.1≤ TR ≤0.3.
상기 프로젝션 렌즈 시스템의 투사 거리가 15cm 이하의 범위를 가질 수 있다.
상기 프로젝션 렌즈 시스템의 투사 거리가 12cm 이하의 범위를 가질 수 있다.
상기 프로젝션 렌즈 시스템은 1.5 mm 이하 범위의 초점 거리를 가질 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 마이크로 디스플레이가 있는 물체측과 스크린이 있는 상측 사이에 배열된 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 프로젝션 렌즈 시스템에 있어서,
조리개;
상기 조리개의 물체측에 배치된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 전군;
상기 조리개의 상측에 배치된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군과 부의 굴절력을 가지는 제2서브 렌즈군을 포함하는 후군; 및
부의 굴절력을 가지고, 상기 후군으로부터 나온 광을 상측으로 반사시키는 비구면 미러를 포함하고,
상기 전군이 가장 상측에 비구면 렌즈를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 마이크로 디스플레이가 있는 물체측과 스크린이 있는 상측 사이에 배열된 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 프로젝션 렌즈시스템에 있어서,
조리개;
상기 조리개의 물체측에 배치된 전군;
상기 조리개의 상측에 배치된 후군; 및
상기 후군으로부터 나온 광을 상측으로 반사시키는 미러;를 포함하고,
투사율 TR이 다음 식을 만족할 수 있다.
<식>
0.1≤ TR ≤0.3.
예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템은 소형이고, 투사 거리가 짧은 영상을 제공할 수 있다. 프로젝션 렌즈 시스템은 투사 거리가 짧도록 초단 초점거리를 가질 수 있다. 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 시스템은 짧은 투사 거리에 상대적으로 큰 스크린에 영상을 표시할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템의 구성도를 도시한 것이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템의 종단면(YZ 평면)에서의 광선 레이아웃을 도시한 것이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템의 횡단면(XZ 평면)에서의 광선 레이아웃을 도시한 것이다.
도 4는 제1수치 실시예에 따른 MTF 그래프를 도시한 것이다.
도 5는 제1수치 실시예에 따른 왜곡 수차를 도시한 것이다.
도 6 내지 도 10은 제1수치 실시예에 따른 각 필드에 대한 레이 수차(Ray Aberration)를 도시한 것이다.
도 11은 제2수치 실시예에 따른 MTF 그래프를 도시한 것이다.
도 12는 제2수치 실시예에 따른 왜곡 수차를 도시한 것이다.
도 13 내지 도 17은 제2수치 실시예에 따른 각 필드에 대한 레이 수차(Ray Aberration)를 도시한 것이다.
도 18은 제3수치 실시예에 따른 MTF 그래프를 도시한 것이다.
도 19는 제3수치 실시예에 따른 왜곡 수차를 도시한 것이다.
도 20 내지 도 24는 제3수치 실시예에 따른 각 필드에 대한 레이 수차(Ray Aberration)를 도시한 것이다.
도 25 는 제4 수치 실시예에 따른 MTF 그래프를 도시한 것이다.
도 26은 제4 수치 실시예에 따른 왜곡 수차를 도시한 것이다.
도 27 내지 도 31은 제4 수치 실시예에 따른 각 필드에 대한 레이 수차(Ray Aberration)를 도시한 것이다
도 32 는 제5 수치 실시예에 따른 MTF 그래프를 도시한 것이다.
도 33은는 제5 수치 실시예에 따른 왜곡 수차를 도시한 것이다.
도 34 내지 도 38은 제5 수치 실시예에 따른 각 필드에 대한 레이 수차(Ray Aberration)를 도시한 것이다
도 39는 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 개략적인 구성도이다.
이하, 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템 및 이를 포함한 프로젝션 시스템에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템(PL)의 렌즈 구성도를 도시한 것이다.
프로젝션 렌즈 시스템(PL)은 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 순서대로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가진 전군(front lens group)(G1), 조리개(ST), 및 후군(rear lens group)(G2)을 포함할 수 있다.
이하에서, 물체측(O)은 광축을 따라, 영상을 형성하는 마이크로 디스플레이 (MDP)가 있는 방향을 나타내고, 상측(I)은 광축을 따라 영상이 표시되는 투영면(또는 스크린)(SC)이 있는 방향을 나타낼 수 있다.
상기 전군(G1)은 조리개(ST)의 물체측(O)에 배치되고, 후군(G2)은 조리개(ST)의 상측(I)에 배치될 수 있다. 상기 후군(G2)은 정의 굴절력 또는 부의 굴절력을 가질 수 있다. 상기 후군(G2)은 예를 들어, 물체측(O)에서 상측(I)으로 정의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군(G2-1)과 부의 굴절력을 가지는 제2서브 렌즈군(G2-2)을 포함할 수 있다.
상기 제2서브 렌즈군(G2-2)의 상측(I)에 투사 미러(M)가 구비될 수 있다. 상기 투사 미러(M)는 비구면 미러일 수 있다.
상기 전군(G1)은 예를 들어, 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 전군(G1)의 가장 상측(I)에 비구면 렌즈가 구비될 수 있다. 전군(G1)의 가장 상측에 있는 비구면 렌즈가 마이크로 디스플레이 패널(Micro Display Panel)로부터 발산되는 광을 후군의 초기 단계에서 변조(Modulation) 함으로써 비구면 효과를 증대시키게 되어 이미지 보정을 효과적으로 할 수 있다. 하지만, 상기 전군(G1)이 비구면 렌즈 없이 구성되는 것도 가능하다.
예를 들어, 전군(G1)은 복수 개의 렌즈, 예를 들어 5매의 렌즈를 포함할 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 전군(G1)은 다양한 매수로 구성될 수 있다. 전군(G1)은 정의 굴절력을 가지는 제1렌즈(L1), 부의 굴절력을 가지는 제2렌즈(L2), 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈(L3), 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈(L4) 및 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈(L5)를 포함할 수 있다. 상기 제5렌즈(L5)가 비구면 렌즈일 수 있다.
또는, 제1렌즈 내지 제5렌즈(L1)(L2)(L3)(L4)(L5)가 모두 정렌즈로 구성되는 것도 가능하다. 그리고, 제1렌즈 내지 제5렌즈(L1)(L2)(L3)(L4)(L5)가 모두 구면 렌즈로 구성되는 것도 가능하다. 전군(G1)은 마이크로 디스플레이 패널에서 형성된 이미지 광을 수렴시킬 수 있다.
상기 마이크로 디스플레이 패널(MDP)과 전군(G1) 사이에 광경로 변환기(OC)를 구비할 수 있다. 광경로 변환기(OC)는 예를 들어 프리즘을 포함할 수 있다. 광경로 변환기(OC)는 여기에 한정되는 것은 아니고, 반사 미러, 빔스플리터 등 다양하게 사용될 수 있다. 한편, 상기 광경로 변환기(OC)가 프로젝션 렌즈 시스템의 광 경로를 수직으로 꺾을 수 있다. 상기 광경로 변환기(OC)는 광의 경로를 변환하여 렌즈들의 배치 공간을 효율적으로 확보할 수 있도록 하고, 프로젝션 렌즈 시스템을 소형화할 수 있다.
상기 마이크로 디스플레이 패널(MDP)와 제1렌즈(L1) 사이에 적어도 하나의 광학 소자(OD)가 구비될 수 있다. 광학 소자(OD)는 예를 들어 저역 통과 필터(Low pass Filter), 적외선 차단 필터(IR-Cut Filter), 커버 글라스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 소자로서 적외선 차단 필터가 구비되는 경우, 가시광선은 투과되고, 적외선은 외부로 방출되도록 하여, 적외선이 상면에 전달되지 않도록 할 수 있다. 하지만, 광학 소자 없이 프로젝션 렌즈 시스템을 구성하는 것도 가능하다.
제1서브 렌즈군(G2-1)은 예를 들어, 조리개(ST)를 통과한 광빔을 발산(diverge)할 수 있다. 제1서브 렌즈군(G2-1)은 예를 들어 3매의 렌즈를 포함할 수있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 렌즈 매수를 다양하게 구성할 수 있다. 제1서브 렌즈군(G2-1)은 예를 들어, 정의 굴절력을 가지는 제6렌즈(L6), 정 또는 부의 굴절력을 가지는 제7렌즈(L7) 및 정 또는 부의 굴절력을 가지는 제8렌즈(L8)를 포함할 수 있다.
제1서브 렌즈군(G2-1)은 예를 들어, 양볼록 제6렌즈(L6), 메니스커스형의 제7렌즈(L7), 및 메니스커스형의 제8렌즈(L8)를 포함할 수 있다. 제7렌즈(L7)는 상측(I)으로 볼록한 메니스커스 렌즈일 수 있다. 제8렌즈(L8)은 상측(I)으로 볼록한 메니스커스 렌즈일 수 있다.
제1서브 렌즈군(G2-1)은 적어도 하나의 구면 렌즈를 포함할 수 있다. 제1서브 렌즈군(G2-1)은 예를 들어 세 매의 구면 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제6렌즈(L6), 제7렌즈(L7), 및 제8렌즈(L8)가 각각 구면 렌즈일 수 있다.
제2서브 렌즈군(G2-2)은 예를 들어, 세 매의 렌즈를 포함할 수 있다. 제2 서브 렌즈군(G2-2)는 적어도 하나의 부렌즈를 포함할 수 있다. 제2서브 렌즈군(G2-2)은 예를 들어, 부의 굴절력을 가지는 제9렌즈(L9), 부의 굴절력을 가지는 제10렌즈(L10), 및 정의 굴절력을 가지는 제11렌즈(L11)를 포함할 수 있다. 제9렌즈(L9)는 상측(I)으로 볼록한 메니스커스 렌즈일 수 있다. 제10렌즈(L10)는 상측(I)으로 볼록한 메니스커스 렌즈일 수 있다. 제11렌즈(L11)는 양볼록 렌즈 또는 상측(I)을 향해 볼록한 메니스커스 렌즈일 수 있다. 또는, 제2서브 렌즈군(G2-2)은 세 매의 부 렌즈를 포함하도록 구성될 수 있다.
제2서브 렌즈군(G2-2)은 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 제2서브 렌즈군(G2-2)은 예를 들어, 가장 상측에 제1 비구면 렌즈를 포함하고, 상기 제1비구면 렌즈의 물체측에 이웃하여 배치된 제2비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제11렌즈(L11)가 제1 비구면 렌즈이고, 제10렌즈(L10)가 제2 비구면 렌즈일 수 있다.
상기 미러(M)는 비구면 미러일 수 있다. 상기 미러(M)는 상측(I)으로 볼록한 미러로 구성되어, 광빔을 발산시킴으로써 이미지를 확대시킬 수 있다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템(PL)의 종단면(YZ 평면)에서의 광선 레이아웃을 도시한 것이고, 도 3은 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템의 횡단면(XZ 평면)에서의 광선 레이아웃을 도시한 것이다.
상기 미러(M)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 전군(G1)과 후군(G2)을 통해 확대된 이미지를 스크린(SC)을 향해 반사시킬 수 있다. 따라서, 상기 미러(M)에 대해 프로젝션 렌즈 시스템(PL)과 스크린(SC)이 같은 방향에 배치될 수 있다. 미러(M)는 프로젝션 렌즈 시스템(PL)으로부터 전달된 이미지를 상측 방향으로 넓은 화각을 가지고 확대시킬 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 미러(M)의 정점(Vertex)으로부터 스크린(SC)까지의 거리를 투사 거리(projection distance)(d)라고 하고, 스크린(SC)의 폭을 L이라고 할 때, (d/L)를 투사율(Throw Ratio)이라고 한다. 투사율이 작을 때 단거리에서 크게 확대된 영상을 투영할 수 있으며, 프로젝션 렌즈 시스템이 소형이면서도 이미지의 확대율을 높일 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템은 다음 식을 만족할 수 있다.
0.1 ≤ TR ≤0.3 <식 1>
여기서, TR은 투사율을 나타낸다.
한편, 상기 프로젝션 렌즈 시스템은 15cm 이하 범위의 투사 거리를 가질 수 있다. 예를 들어, 프로젝션 렌즈 시스템은 12cm 이하의 투사 거리를 가질 수 있다. 예를 들어, 프로젝션 렌즈 시스템은 10cm 이하의 투사 거리를 가질 수 있다.
스크린의 폭(L)은 예를 들어 10 cm 투사거리를 기준으로 60 cm 까지의 범위를 가질 수 있다. 더 나아가, 스크린의 폭(L)은 67 cm 까지 확장 가능하다. 이와 같이, 짧은 투사 거리를 가지고 대형 스크린에 영상을 투사할 수 있다.
또한, 상기 프로젝션 렌즈 시스템은 1.5 mm 이하 범위의 초점 거리를 가질 수 있다. 예를 들어, 프로젝션 렌즈 시스템은 0.8 mm 이상 1.5 mm 이하 범위의 초점 거리를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 프로젝션 렌즈 시스템은 140도 이상의 화각을 가질 수 있다. 예를 들어, 프로젝션 렌즈 시스템은 140도 이상 175도 이하 범위의 화각을 가질 수 있다. 이와 같이, 짧은 투사 거리를 가지고, 넓은 화각에 의해 영상을 확대 투사할 수 있다.
한편, 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템은 다음 식을 만족할 수 있다.
2.6 < |R25/R24|< 3.2 <식 2>
여기서, R24는 제2서브 렌즈군(G2-2)의 가장 상측으로부터 두 번째에 배치된 제2비구면 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경을, R25은 상기 제2비구면 렌즈의 상측 면의 곡률 반경을 나타낸다.
|R25/R24|가 식 2를 만족할 때, 프로젝션 렌즈 시스템의 구면 수차 및 색수차를 용이하게 보정할 수 있다.
한편, 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템에 사용되는 비구면의 정의를 나타내면 다음과 같다.
비구면 형상은 광축 방향을 x축으로 하고, 광축 방향에 대해 수직한 방향을 y축으로 할 때, 광선의 진행 방향을 정으로 하여 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. 여기서, x는 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리를, y는 광축에 대해 수직한 방향으로의 거리를, K는 코닉 상수(conic constant)를, A, B, C, D,...는 비구면 계수를, c는 렌즈의 정점에 있어서의 곡률 반경의 역수(1/R)를 각각 나타낸다.
Figure 112015081431658-pat00001
<식 3>
본 발명에서는 다음과 같이 다양한 설계에 따른 수치 실시예를 통해 프로젝션 렌즈 시스템을 구현할 수 있다.
각 수치 실시예에서 렌즈면 번호(S1,S2,S3..Sn; n은 자연수)는 물체측(O)으로부터 상측(I)으로 순차적으로 일렬로 부쳐지며, 도면에서는 편의 상 각 렌즈군의 가장 물체측 렌즈와 가장 상측 렌즈의 렌즈면 부호를 표시하기로 한다. 그리고, EFL은 초점 거리를, FOV는 화각을 나타낸다. 두께는 렌즈의 광축 상에서의 두께 또는 렌즈와 렌즈 사이의 간격을 나타낸다. ST는 조리개를, Asphere는 비구면을, Sphere은 구면을 나타낸다.
　<제1 수치 실시예>
도 1은 제1 수치 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템을 도시한 것이며, 다음은 제1 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
렌즈면 비고 타입 곡률반경 두께 아베수
물체면 마이크로 디스플레이 패널 Sphere Infinity 0.71
S1 광학 소자 　 Sphere Infinity 0.65 63
S2 Sphere Infinity 0.5
S3 광경로변환기 　 Sphere Infinity 15 39
S4 Sphere Infinity 1
S5 　 Sphere 16.7 2.1 6
S6 　 Sphere -84.06 0.2
S7 　 Sphere 31.86 1 28
S8 　 Sphere 11.51 0.68
S9 　 Sphere 18.49 1.37 61
S10 　 Sphere 38.54 0.2
S11 　 Sphere 8.15 2.61 82
S12 　 Sphere 126.04 0.22
S13 　 Asphere 9.52 1.38 7
S14 　 Asphere 14.86 7.06
S15 ST Sphere Infinity 3.36
S16 　 Sphere 11.37 2.18 7
S17 　 Sphere 58.07 0.24
S18 　 Sphere -31.74 3.44 49
S19 　 Sphere -19.95 1.08
S20 　 Sphere -5.83 1.48 28
S21 　 Sphere -5.8 0.53
S22 　 Sphere -7.2 1.45 45
S23 　 Sphere -69.28 1.98
S24 　 Asphere -6.82 1.47 58
S25 　 Asphere -18.59 0.55
S26 　 Asphere 330.59 2.42 23
S27 　 Asphere -23.54 23
S28 미러 Asphere 11.75 -101.5
상면 스크린　 Infinity 0
다음은 제1 수치 실시예의 비구면 계수를 나타낸다.
렌즈 렌즈면 곡률
반경		 K 4th Order Coefficient (A) 6th Order Coefficient (B) 8th Order Coefficient (C) 10th Order Coefficient (D) 12th Order Coefficient (E) 14th Order Coefficient (F) 16th Order Coefficient (G) 18th Order Coefficient (H) 20th Order Coefficient (J)
비구면 미러 S28 11.75 -4.74 -3.3716E-06 -3.0490E-09 3.2614E-11 -8.6640E-14 1.2694E-16 -1.1211E-19 5.9166E-23 -1.7165E-26 2.1050E-30
L11 S27 -23.54 3.37 -3.9924E-05 7.2275E-07 -1.4656E-07 3.5022E-09 -2.0790E-11 -3.4085E-37 -3.4085E-37 　 　
S26 330.59 10.00 -2.8319E-04 1.8549E-05 -1.5341E-06 5.5524E-08 -1.0006E-09 9.1511E-12 -3.4208E-14 　 　
L10 S25 -18.59 -10.00 -8.7156E-05 5.3232E-07 -1.5367E-07 9.4291E-10 -7.0360E-35 -3.4085E-37 　 　 　
S24 -6.82 0.34 2.2150E-04 -4.3377E-05 3.1582E-06 -1.0848E-07 -7.0360E-35 -3.4085E-37 　 　 　
L5 S14 14.86 2.91 1.0273E-04 1.4082E-06 -4.3057E-08 4.8489E-09 2.4307E-35 　 　 　 　
S13 9.52 -0.80 -1.1102E-04 -2.6407E-06 2.4621E-08 3.2481E-10 2.4307E-35 　 　 　 　
제1수치 실시예에서는 전군(G1)의 가장 상측에 비구면 렌즈가 구비되고, 후군(G2)의 가장 상측에 두 매의 비구면 렌즈가 구비될 수 있다.
도 4는 제1 수치 실시예에 따른 프로젝션 시스템 렌즈의 MTF(Modulation Transform Function) 그래프를, 도 5는 왜곡(distortion)을 나타낸다.
도 6 내지 도 10은 제1 수치 실시예에 따른 프로젝션 시스템 렌즈의 각 필드에 대한 레이 수차(Ray Aberration)를 나타낸 것이다.
MTF 그래프의 X축은 공간 주파수(Spatial Frequency)를 Y축은 변조(Modulation)를 나타낸다. 공간 주파수(Spatial Frequency)는 Millimeter당 Sine wave의 개수를 나타낸다. 변조(Modulation)는 1이 최대값이고, 변조가 1일 때, MTF가 100%인 것을 나타낸다. 도 4을 참조하면, MTF Ratio가 급하게 감소하지 않고 있으며, 이는 Sharpness와 콘트라스트(Contrast)와 이미지(Image) 인식 비율이 고품질(High Quality)로 유지될 수 있음을 나타낸다. 왜곡 그래프를 참조하면, 이미지 왜곡이 효과적으로 보정될 수 있다.
레이 수차는 Lateral Color를 보인 것이고, 색수차(Chromatic aberration)가효과적으로 보정되어 있음을 보여 준다.
제1 수치 실시예는 전군(G1)의 가장 상측에 비구면 렌즈가 구비되고, 후군(G2)의 가장 상측에 두 매의 비구면 렌즈가 구비되는 경우, 예를 들어 프로젝션 렌즈 시스템의 길이가 10cm 이하이고, 투사율(TR)이 대략 0.17 으로 초단초점 거리(ultra short focal length)를 가지는 프로젝션 렌즈 시스템을 제공할 수 있다.
<제2 수치 실시예>
다음은 제2 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
렌즈면 비고 타입 곡률반경 두께 아베수
물체면 마이크로 디스플레이 패널 Sphere Infinity 0.71
S1 광학소자 Sphere Infinity 0.65 63
S2 Sphere Infinity 0.5
S3 광경로변환기 Sphere Infinity 15 39
S4 Sphere Infinity 1
S5 　 Sphere 16.33 2.83 6
S6 　 Sphere -25.77 0.2
S7 　 Sphere 23.66 1 28
S8 　 Sphere 9.12 1.19
S9 　 Sphere 33.12 1.86 61
S10 　 Sphere -42.76 0.2
S11 　 Sphere 13.8 1.57 82
S12 　 Sphere 69.69 0.2
S13 　 Sphere 7.48 1.74 7
S14 　 Sphere 15.41 5.8
S15 　ST Sphere Infinity 1.75
S16 　 Sphere 18.64 1.27 7
S17 　 Sphere 82.78 0.4
S18 　 Sphere -15.97 2.12 49
S19 　 Sphere -10.08 0.1
S20 　 Sphere -8.86 2.65 28
S21 　 Sphere -8.88 0.5
S22 　 Sphere -9.17 1.84 45
S23 　 Sphere -14.07 1.47
S24 　 Asphere -6.4 1.3 58
S25 　 Asphere -80.63 1.76
S26 　 Asphere -135.81 2.54 23
S27 　 Asphere -18 23
S28 미러 Asphere 9.05 -101.5
상면 　스크린 Sphere Infinity 0 　
다음은 제2 수치 실시예의 비구면 계수를 나타낸다.
랜즈 렌즈면 Y Radius Conic Constant (K) 4th Order Coefficient (A) 6th Order Coefficient (B) 8th Order Coefficient (C) 10th Order Coefficient (D) 12th Order Coefficient (E) 14th Order Coefficient (F) 16th Order Coefficient (G) 18th Order Coefficient (H) 20th Order Coefficient (J)
비구면 미러 S28 9.05 -4.46 -4.4742E-06 -4.2307E-09 5.3183E-11 -1.5958E-13 2.6398E-16 -2.6343E-19 1.5706E-22 -5.1463E-26 7.1282E-30
L11 S27 -18.00 -0.06 2.0662E-04 -1.1819E-06 -1.4996E-07 3.4023E-09 -2.0790E-11 　 　 　 　
S26 -135.81 10.00 -1.4793E-04 1.9628E-05 -1.5541E-06 5.5409E-08 -1.0006E-09 9.1511E-12 -3.4208E-14 　 　
L10 S25 -80.63 -10.00 4.8805E-05 4.9442E-07 4.0899E-09 -7.2877E-10 　 　 　 　 　
S24 -6.40 0.09 -1.1194E-04 -1.4719E-06 7.2622E-08 -1.4677E-08 　 　 　 　 　
제2 수치 실시예에서는 전군(G1)이 비구면 렌즈를 포함하지 않고, 후군(G2)의 가장 상측에 두 매의 비구면 렌즈가 구비될 수 있다.
도 11은 제2 수치 실시예에 따른 프로젝션 시스템 렌즈의 MTF(Modulation Transform Function) 그래프를, 도 12는 왜곡(distortion)을 나타낸다.
도 12 내지 도 17은 제2 수치 실시예에 따른 프로젝션 시스템 렌즈의 각 필드에 대한 레이 수차(Ray Aberration)를 나타낸 것이다.
예시적인 제2 수치 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템은 대략적으로 초단초점 거리(ultra short focal length)를 구현하여, 소형이면서 넓은 화각으로 영상을 투사할 수 있다.
<제3 수치 실시예>
다음은 제3 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
렌즈면 비고 타입 곡률반경 두께 아베수
물체면 마이크로 디스플레이 패널 Sphere Infinity 0.71
S1 광학소자 Sphere Infinity 0.65 63
S2 Sphere Infinity 0.5
S3 광경로 변환기 Sphere Infinity 15 39
S4 Sphere Infinity 1
S5 Asphere 16.61 1.3 23
S6 Asphere 31.17 0.47
S7 Sphere 52.81 1 28
S8 Sphere 11.15 0.5
S9 Sphere 15.46 2.06 62
S10 Sphere -46.94 0.2
S11 Sphere 12 2.79 69
S12 Sphere -18.85 0.39
S13 Sphere 8.64 1.74 7
S14 Sphere 11.56 7.01
S15 ST Sphere Infinity 0.2
S16 　 Sphere 13.48 1.41 68
S17 　 Sphere -11.37 0.2
S18 　 Sphere -7.93 1.57 29
S19 　 Sphere 31.33 2.29
S20 　 Sphere 94.44 2.78 28
S21 　 Sphere -6.06 0.2
S22 　 Sphere -5.65 1 51
S23 　 Sphere 62.17 3.94
S24 　 Asphere -6.53 1 55
S25 　 Asphere -23.35 0.2
S26 　 Asphere 268.24 2.05 23
S27 　 Asphere -25.29 23
S28 미러 Asphere 10.78 -101.5
상면 스크린 Sphere Infinity 0
다음은 제3 수치 실시예의 비구면 계수를 나타낸다.
렌즈 렌즈면 곡률 반경 Conic Constant (K) 4th Order Coefficient (A) 6th Order Coefficient (B) 8th Order Coefficient (C) 10th Order Coefficient (D) 12th Order Coefficient (E) 14th Order Coefficient (F) 16th Order Coefficient (G) 18th Order Coefficient (H) 20th Order Coefficient (J)
비구면 미러 S28 10.78 -4.58 -4.2458E-06 -4.5436E-09 5.3131E-11 -1.5942E-13 2.6398E-16 -2.6340E-19 1.5704E-22 -5.1499E-26 7.1468E-30
L11 S27 -25.29 -25.29 3.7838E+00 -6.0169E-06 1.0841E-06 -1.4324E-07 3.5285E-09 -2.0790E-11 　 　 　
S26 268.24 10.00 -2.9955E-04 1.8843E-05 -1.5371E-06 5.5704E-08 -1.0006E-09 9.1511E-12 -3.4208E-14 　 　
L10 S25 -23.35 -10.00 -1.3707E-04 6.9994E-07 -1.3766E-08 -1.1675E-09 　 　 　 　 　
S24 -6.53 0.06 5.7596E-05 -4.3737E-05 3.6417E-06 -8.9208E-08 　 　 　 　 　
L1 S6 31.17 31.17 -1.0000E+01 6.3146E-05 3.8034E-07 -6.4563E-09 5.6374E-10 　 　 　 　
S5 16.61 -2.00 -7.6630E-05 7.7626E-07 7.8401E-09 6.7501E-10 　 　 　 　 　
제3 수치 실시예에서는 전군(G1)의 가장 물체측에 있는 제1렌즈(L1)가 비구면 렌즈이고, 후군(G2)의 가장 상측에 두 매의 비구면 렌즈가 구비될 수 있다.
도 18은 제3 수치 실시예에 따른 프로젝션 시스템 렌즈의 MTF(Modulation Transform Function) 그래프를, 도 19는 왜곡(distortion)을 나타낸다.
도 20 내지 도 24는 제3 수치 실시예에 따른 프로젝션 시스템 렌즈의 각 필드에 대한 레이 수차(Ray Aberration)를 나타낸 것이다.
예시적인 제3 수치 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템은 초단초점 거리(ultra short focal length)를 구현하여, 소형이면서 넓은 화각으로 영상을 투사할 수 있다.
<제4 수치 실시예>
다음은 제4 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
렌즈면 비고 타입 곡률반경 두께 아베수
물체면 마이크로 디스플레이 패널 Sphere Infinity 0.71
1 광학소자 Sphere Infinity 0.65 631
2 Sphere Infinity 0.50
3 광경로 변환기 Sphere Infinity 15.00 392
4 Sphere Infinity 1.00
5 Sphere 16.89 2.39 603
6 Sphere -42.25 0.20
7 Sphere 22.37 1.00 275
8 Sphere 9.27 0.86
9 Sphere 18.02 1.38 608
10 Sphere 33.64 0.20
11 Sphere 9.09 2.65 816
12 Sphere -84.51 0.20
13 Asphere 9.36 1.61 704
14 Asphere 13.93 6.41
15 ST Sphere Infinity 1.69
16 Sphere 9.61 1.76 704
17 Sphere 15.80 0.48
18 Sphere 44.64 2.63 488
19 Sphere -28.70 1.00
20 Sphere -7.54 1.29 278
21 Sphere -6.40 0.44
22 Sphere -7.31 1.68 449
23 Sphere -65.77 1.48
24 Asphere -6.94 1.97 581
25 Asphere -19.14 1.61
26 Asphere -336.58 2.06 23
27 Asphere -24.39 23.00
28 미러 Asphere 10.44 -101.5
상면 스크린 Sphere Infinity 0
다음은 제4 수치 실시예의 비구면 계수를 나타낸다
　 　 Y Radius Conic Constant (K) 4th Order Coefficient (A) 6th Order Coefficient (B) 8th Order Coefficient (C) 10th Order Coefficient (D) 12th Order Coefficient (E) 14th Order Coefficient (F) 16th Order Coefficient (G) 18th Order Coefficient (H) 20th Order Coefficient (J)
비구면 미러 S28 10.44 -4.52 -4.5036E-06 -4.2266E-09 5.3137E-11 -1.5953E-13 2.6398E-16 -2.6342E-19 1.5706E-22 -5.1469E-26 7.1281E-30
L11 S27 -24.39 4.12 8.9883E-06 8.0378E-07 -1.4655E-07 3.4677E-09 -2.0790E-11 -3.4085E-37 -3.4085E-37 　 　
S26 -336.58 10.00 -2.2175E-04 1.8789E-05 -1.5391E-06 5.5519E-08 -1.0006E-09 9.1511E-12 -3.4208E-14 　 　
L10 S25 -19.14 -10.00 -4.8803E-06 -6.3842E-07 -1.5533E-07 1.2294E-09 -7.0360E-35 -3.4085E-37 　 　 　
S24 -6.94 0.47 -1.9214E-04 -2.2537E-05 1.8350E-06 -1.6083E-07 -7.0360E-35 -3.4085E-37 　 　 　
L5 S14 13.93 1.28 6.2654E-05 -6.1998E-07 8.0109E-08 5.0005E-09 2.4307E-35 　 　 　 　
S13 9.36 -0.27 -6.0843E-05 -1.4278E-06 2.8099E-08 2.1468E-09 2.4307E-35 　 　 　 　
제4 수치 실시예에서는 전군(G1)의 가장 상측에 있는 제5렌즈(L5)가 비구면 렌즈이고, 후군(G2)의 가장 상측에 두 매의 비구면 렌즈가 구비될 수 있다.
도 25는 제4 수치 실시예에 따른 프로젝션 시스템 렌즈의 MTF(Modulation Transform Function) 그래프를, 도 26은 왜곡(distortion)을 나타낸다.
도 27 내지 도 31은 제4 수치 실시예에 따른 프로젝션 시스템 렌즈의 각 필드에 대한 레이 수차(Ray Aberration)를 나타낸 것이다.
예시적인 제4 수치 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템은 초단초점 거리(ultra short focal length)를 구현하여, 소형이면서 넓은 화각으로 영상을 투사할 수 있다. 또한, 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템은 작은 투사율을 가지고, 높은 분해능 (MTF)을 가지며 작은 투사 거리에서도 상이 왜곡되지 않도록 할 수 있다.
<제5 수치 실시예>
다음은 제5 수치 실시예의 설계 데이터를 나타낸 것이다.
렌즈면 비고 타입 곡률반경 두께 아베수
물체면 마이크로
디스플레이
패널		 Sphere Infinity 0.71
1 광학 소자 Sphere Infinity 0.65 63.1
2 Sphere Infinity 0.50
3 광경로 변환기 Sphere Infinity 15.00 39.2
4 Sphere Infinity 1.00
5 Sphere 17.47 2.32 60.3
6 Sphere -40.64 0.20
7 Sphere 21.84 1.00 27.5
8 Sphere 9.25 0.82
9 Sphere 17.83 1.32 60.8
10 Sphere 31.60 0.20
11 Sphere 8.84 2.64 81.6
12 Sphere -83.99 0.20
13 Asphere 8.89 1.62 70.4
14 Asphere 12.79 6.32
15 ST Sphere Infinity 1.98
16 Sphere 9.76 1.75 70.4
17 Sphere 15.93 0.55
18 Sphere 45.92 2.59 48.8
19 Sphere -24.92 1.00
20 Sphere -6.97 1.30 27.7
21 Sphere -6.12 0.43
22 Sphere -7.06 1.00 44.9
23 Sphere -66.53 1.37
24 Asphere -7.04 1.87 58.1
25 Asphere -19.10 1.75
26 Asphere -1242.15 2.09 23
27 Asphere -24.65 23.00
28 미러 Asphere 10.54 -101.50
상면 스크린 Sphere Infinity 0
다음은 제5 수치 실시예의 비구면 계수를 나타낸다
　 Y Radius Conic Constant (K) 4th Order Coefficient (A) 6th Order Coefficient (B) 8th Order Coefficient (C) 10th Order Coefficient (D) 12th Order Coefficient (E) 14th Order Coefficient (F) 16th Order Coefficient (G) 18th Order Coefficient (H) 20th Order Coefficient (J)
S28 10.44 -4.52 -4.5036E-06 -4.2266E-09 5.3137E-11 -1.5953E-13 2.6398E-16 -2.6342E-19 1.5706E-22 -5.1469E-26 7.1281E-30
S27 -24.39 4.12 8.9883E-06 8.0378E-07 -1.4655E-07 3.4677E-09 -2.0790E-11 -3.4085E-37 -3.4085E-37 　 　
S26 -336.58 10.00 -2.2175E-04 1.8789E-05 -1.5391E-06 5.5519E-08 -1.0006E-09 9.1511E-12 -3.4208E-14 　 　
S25 -19.14 -10.00 -4.8803E-06 -6.3842E-07 -1.5533E-07 1.2294E-09 -7.0360E-35 -3.4085E-37 　 　 　
S24 -6.94 0.47 -1.9214E-04 -2.2537E-05 1.8350E-06 -1.6083E-07 -7.0360E-35 -3.4085E-37 　 　 　
S14 13.93 1.28 6.2654E-05 -6.1998E-07 8.0109E-08 5.0005E-09 2.4307E-35 　 　 　 　
S13 9.36 -0.27 -6.0843E-05 -1.4278E-06 2.8099E-08 2.1468E-09 2.4307E-35 　 　 　 　
제5 수치 실시예에서는 전군(G1)의 가장 상측에 있는 제5렌즈(L5)가 비구면 렌즈이고, 후군(G2)의 가장 상측에 두 매의 비구면 렌즈가 구비될 수 있다.
도 32는 제4 수치 실시예에 따른 프로젝션 시스템 렌즈의 MTF(Modulation Transform Function) 그래프를, 도 33은 왜곡(distortion)을 나타낸다.
도 34 내지 도 38은 제5 수치 실시예에 따른 프로젝션 시스템 렌즈의 각 필드에 대한 레이 수차(Ray Aberration)를 나타낸 것이다.
예시적인 제5 수치 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템은 초단초점 거리(ultra short focal length)를 구현하여, 소형이면서 넓은 화각으로 영상을 투사할 수 있다. 또한, 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템은 작은 투사율을 가지고, 높은 분해능(MTF)을 가지며 작은 투사 거리에서도 상이 왜곡되지 않도록 할 수 있다
다음은 제1 내지 제5 수치 실시예에 대해 식 1과 식 2의 값을 정리한 것이다.
식 제1수치
실시예		 제2수치
실시예		 제3수치
실시예		 제 4 수치
실시예		 제5수치 실시예
0.1≤TR ≤0.3 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17
2.6 < |R25/R24| < 3.2 2.73 해당 사항 없음 해당 사항 없음 2.75 2.71
도 39는 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 시스템(100)을 개략적으로 도시한 것이다. 프로젝션 시스템(100)은 영상을 형성하는 마이크로 디스플레이 패널(MDP)와, 상기 마이크로 디스플레이 패널(MDP)의 상측(I)에 배치된 프로젝션 렌즈 시스템(PL)을 포함할 수 있다.
상기 프로젝션 렌즈 시스템(PL)은 상기 영상을 확대하여 스크린(SC)에 투영할 수 있다. 프로젝션 렌즈 시스템(PL)은 적어도 하나의 렌즈(L)를 포함할 수 있다. 프로젝션 렌즈 시스템(PL)은 도 1 내지 도 24를 참조하여 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 프로젝션 렌즈 시스템(PL)에 영상을 제공하는 조명 광학계(111)가 구비되고, 상기 조명 광학계(111)는 마이크로 디스플레이 패널(MDP)과, 상기 마이크로 디스플레이 패널(MDP)에 광을 조사하는 광원(S)을 포함할 수 있다.
상기 프로젝션 렌즈 시스템(PL)은 상기 마이크로 디스플레이 패널(MDP)로부터의 광의 경로를 변경하는 광경로 변환기(112)를 더 포함할 수 있다. 광경로 변환기(112)는 예를 들어, 프리즘, 반사 미러, 또는 빔스플리터를 포함할 수 있다. 광경로 변환기(112)는 광의 경로를 예를 들어 수직으로 폴딩하여 프로젝션 렌즈 시스템(PL)의 공간 배치를 자유롭게 할 수 있도록 한다. 예를 들어, 광경로 변환기(112)를 이용하여 광의 경로를 꺾어 줌으로써, 프로젝션 렌즈 시스템의 렌즈 들을 스크린(SC)에 대해 수직한 방향으로 배열할 수 있다. 이와 같이, 광경로 변환기(111)를 이용하여 조명 광학계(111)와 프로젝션 렌즈 시스템(PL)을 폴딩 구조로 배치함으로써 전체 프로젝션 시스템(100)의 사이즈는 작게 하고, 광학 거리는 유지되도록 하여 투사 거리를 확보할 수 있다. 또는, 다른 실시예에 따라 광경로 변환기(112) 없이 조명 광학계(111)와 프로젝션 렌즈 시스템(PL)을 일렬로 배치하는 것도 가능하다.
한편, 상기 프로젝션 렌즈 시스템(PL)은 미러(M)를 더 포함할 수 있다. 상기 미러(M)는 볼록한 형상을 가진 비구면 미러일 수 있다. 상기 미러(M)는 마이크로 디스플레이 패널로부터 전송된 영상을 스크린(SC)을 향해 확대하여 반사시킬 수 있다. 상기 미러(M)는 영상의 투영 방향을 변경할 수 있다. 예를 들어, 미러(M)에 의해 영상을 상측 방향으로 확대 투영할 수 있다.
상기 조명 광학계(111)와 프로젝션 렌즈 시스템(PL)은 하우징(H) 내에 배치될 수 있다.
프로젝션 렌즈 시스템(PL)에 의해 초단초점 거리를 구현 함으로써, 짧은 투사 거리에서도 대형 스크린에 투사가 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 8-15cm 범위의 짧은 투사 거리에서 미러(M)를 통해 측 방향으로 영상을 확대 투사하여 예를 들어, 25 인치 이상의 큰 스크린에 적은 왜곡으로 영상을 제공할 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 다양한 투사 거리와 스크린 사이즈의 구현이 가능하다.
한편, 예시적인 실시예에 따른 프로젝션 렌즈 시스템(PL)은 소형으로 휴대하기 편하고, 휴대폰과 같은 영상 디스플레이와 결합하여 사용하는 것도 가능하다. 그러므로, 야외나, 실내 등 장소 제한 없이, 그리고 특별한 장비의 준비 없이 본 프로젝션 시스템을 유용하게 이용할 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
G1:전군, G2:후군
G2-1:제1서브 렌즈군, G2-2:제2서브 렌즈군
ST:조리개

Claims (22)

  1. 마이크로 디스플레이 패널이 있는 물체측과 스크린이 있는 상측 사이에 배열된 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 프로젝션 렌즈시스템에 있어서,
    조리개;
    상기 조리개의 물체측에 배치된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 전군;
    상기 조리개의 상측에 배치된 것으로, 가장 상측에 배치된 제1비구면 렌즈와, 상기 제1비구면 렌즈의 물체측에 이웃하여 배치된 제2비구면 렌즈를 포함하는 후군; 및
    부의 굴절력을 가지고, 상기 후군으로부터 나온 광을 상측으로 반사시키는 비구면 미러;를 포함하고,
    다음 식을 만족하는 프로젝션 렌즈 시스템.
    <식>
    2.6 < |R25/R24|< 3.2
    여기서, R24는 상기 제2비구면 렌즈의 물체측 면의 곡률 반경을, R25은 상기 제2비구면 렌즈의 상측 면의 곡률 반경을 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전군은 적어도 하나의 비구면 렌즈를 포함하는 프로젝션 렌즈 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전군은 가장 상측에 제3비구면 렌즈를 포함하는 프로젝션 렌즈 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전군과 마이크로 디스플레이 패널 사이에 광의 경로를 변환하기 위한 광경로 변환 소자를 더 포함하는 프로젝션 렌즈 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 후군은 물체측에서 상측으로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군과 부의 굴절력을 가지는 제2서브 렌즈군을 포함하고, 상기 제1비구면 렌즈와 제2비구면 렌즈가 상기 제2서브 렌즈군에 포함된 프로젝션 렌즈 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1서브 렌즈군은 3매의 구면 렌즈를 포함하는 프로젝션 렌즈 시스템.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로젝션 렌즈 시스템의 투사율 TR이 다음 식을 만족하는 프로젝션 렌즈 시스템.
    <식>
    1.0 ≤TR ≤0.3
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 프로젝션 렌즈 시스템의 투사 거리가 15cm 이하의 범위를 가지는 프로젝션 렌즈 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 프로젝션 렌즈 시스템의 투사 거리가 12cm 이하의 범위를 가지는 프로젝션 렌즈 시스템.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로젝션 렌즈 시스템은 1.5 mm 이하 범위의 초점 거리를 가지는 프로젝션 렌즈 시스템.
  11. 마이크로 디스플레이 패널이 있는 물체측과 스크린이 있는 상측 사이에 배열된 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 프로젝션 렌즈 시스템에 있어서,
    조리개;
    상기 조리개의 물체측에 배치된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 전군;
    상기 조리개의 상측에 배치된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군과 부의 굴절력을 가지는 제2서브 렌즈군을 포함하는 후군; 및
    부의 굴절력을 가지고, 상기 후군으로부터 나온 광을 상측으로 반사시키는 비구면 미러;를 포함하고,
    상기 전군이 가장 상측에 비구면 렌즈를 포함하는 프로젝션 렌즈 시스템.
  12. 마이크로 디스플레이 패널이 있는 물체측과 스크린이 있는 상측 사이에 배열된 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 프로젝션 렌즈시스템에 있어서,
    조리개;
    상기 조리개의 물체측에 배치된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 전군;
    상기 조리개의 상측에 배치된 것으로, 가장 상측에 배치된 제1비구면 렌즈
    와, 상기 제1비구면 렌즈의 물체측에 이웃하여 배치된 제2비구면 렌즈를 포함하는 후군; 및
    부의 굴절력을 가지고, 상기 후군으로부터 나온 광을 상측으로 반사시키는 비구면 미러;를 포함하고,
    투사율 TR이 다음 식을 만족하는 프로젝션 렌즈 시스템.
    <식>
    0.1 ≤ TR ≤0.3.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전군은 가장 상측에 비구면 렌즈를 포함하는 프로젝션 렌즈 시스템.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전군과 마이크로 디스플레이 패널 사이에 광의 경로를 변환하기 위한 광경로 변환 소자를 더 포함하는 프로젝션 렌즈 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 후군은 물체측에서 상측으로 배열된 것으로, 정의 굴절력을 가지는 제1서브 렌즈군과 부의 굴절력을 가지는 제2서브 렌즈군을 포함하고, 상기 제1비구면 렌즈와 제2비구면 렌즈가 상기 제2서브 렌즈군에 포함된 프로젝션 렌즈 시스템.
  16. 제11항 또는 15항에 있어서,
    상기 제1서브 렌즈군은 3매의 구면 렌즈를 포함하는 프로젝션 렌즈 시스템.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 프로젝션 렌즈 시스템의 투사율 TR이 다음 식을 만족하는 프로젝션 렌즈 시스템.
    <식>
    0.1≤TR ≤0.3.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 프로젝션 렌즈 시스템의 투사 거리가 15cm 이하의 범위를 가지는 프로젝션 렌즈 시스템.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 프로젝션 렌즈 시스템의 투사 거리가 12cm 이하의 범위를 가지는 프로젝션 렌즈 시스템.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 프로젝션 렌즈 시스템은 1.5 mm 이하의 범위의 초점 거리를 가지는 프로젝션 렌즈 시스템.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 프로젝션 렌즈 시스템은 140 도 이상의 범위의 화각을 가지는 프로젝션 렌즈 시스템.
  22. 영상을 형성하는 마이크로 디스플레이 패널; 및
    상기 마이크로 디스플레이 패널의 상측에 배치된 것으로, 제1항, 제11항 또는 제12항에 기재된 프로젝션 렌즈 시스템을 포함하는 프로젝션 시스템.
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